В молекуле этилена имеется сигма связей. Пи-связь
в чем различие между сигма и пи связями в молекулах этилена и ацетилена → и получил лучший ответ
Ответ от Ђатьяна Иванова[гуру]
Сигма-связи могут быть образованы гибридными и/или негибридными орбиталями, но всегда направлены вдоль оси, связывающей центры атомов. У атома углерода сигма-связи образуют только гибридные орбитали.Пи-связи могут быть образованы только негибридными р-орбиталями, расположенными перпендикулярно плоскости молекулы (и линии, связывающей центры атомов) . Для пи-связи характерно боковое перекрывание р-орбиталей над и под плоскостью молекулы.Область перекрывания электронных облаков (орбиталей) в сигма-связи больше, чем в пи-связи, поэтому сигма-связь более прочная.Особенности связей в молекулах этилена и ацетилена.- В обоих молекулах атомы углерода связаны с атомами водорода сигма-связями (гибридные орбитали атомов углерода перекрываются с негибридными s-орбиталями атомов водорода) .- Обе молекулы имеют кратные связи между атомами углерода, т. е. есть и сигма-связь, и пи-связи.- В молекуле этилена С2Н4 атом углерода находится в состоянии sp2-гибридизации (3 гибридных sp2-орбитали и 1 негибридная р-орбиталь) ; в молекуле ацетилена С2Н2 атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации (2 гибридных sp-орбитали и 2 негибридных р-орбитали) .- Поэтому в молекуле этилена между атомами углерода - двойная связь (1 сигма- и 1 пи-связь) , а в молекуле ацетилена - тройная связь (1 сигма- и 2 пи-связи, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях) . Длина связи С-С в молекуле ацетилена меньше, чем в молекуле этилена, а прочность связи - больше.- И для этилена, и для ацетилена характерны реакции присоединения по пи-связи, которая является менее прочной и, следовательно, более реакционноспособной, чем сигма-связь. В молекуле ацетилена присоединение происходит в 2 этапа: сначала по одной пи-связи, затем по другой.
Ответ от Ксения
[гуру]
Сигма связи- это одинарные, простые, прочные связи.
Пи связи-это не прочные связи.
А в каких веществах не имеет значение.
Осуществляемой перекрыванием s-атомных орбиталей вдоль линии соединения атомов , пи-связи, возникают при перекрывании p-атомных орбиталей по обе стороны от линии соединения атомов. Считается, что пи-связь реализуется в кратных связях - двойная связь состоит из одной сигма- и одной пи-связи, тройная - из одной сигма- и двух ортогональных пи-связей.
Концепцию сигма- и пи-связей разработал Лайнус Полинг в 30-х годах прошлого века . Один s- и три p- валентных электрона атома углерода подвергаются гибридизации и становятся четырьмя равноценными sp 3 гибридизированными электронами, посредством которых образуются четыре равноценные химические связи в молекуле метана . Все связи в молекуле метана равноудалены друг от друга, образуя конфигурацию тетраэдра.
В случае образования двойной связи, сигма-связи образованы sp 2 гибридизированными орбиталями. Общее количество таких связей у атома углерода три и они расположены в одной плоскости. Угол между связями 120 °. Пи-связь располагается перпендикулярно указанной плоскости (рис.1).
В случае образования тройной связи, сигма-связи образованы sp-гибридизрованными орбиталями. Общее количество таких связей у атома углерода две и они находятся под углом 180° друг к другу. Две пи-связи тройной связи взаимно перпендикулярны (рис.2).
В случае образования ароматической системы, например, бензола C 6 H 6 , каждый из шести атомов углерода находится в состоянии sp 2 - гибридизации и образует три сигма-связи с валентными углами 120 °. Четвёртый p-электрон каждого атома углерода ориентируется перпендикулярно к плоскости бензольного кольца (рис.3.). В целом возникает единая связь, распространяющаяся на все атомы углерода бензольного кольц. Образуются две области пи-связей большой электронной плотности по обе стороны от плоскости сигма-связей. При такой связи все атомы углерода в молекуле бензола становятся равноценными и, следовательно, подобная система более устойчива, чем система с тремя локализованными двойными связями. Нелокализованная пи-связь в молекуле бензола обусловливает повышение порядка связи между атомами углерода и уменьшение межъядерного расстояния, то есть длина химической связи d cc в молекуле бензола составляет 1,39 Å, тогда как d C-C = 1,543 Å, а d C=C = 1,353 Å.
Концепция Л.Полинга сигма- и пи-связей вошла составной частью в теорию валентных связей . В настоящее время разработаны анимированные изображения гибридизации атомных орбиталей.
Однако сам Л.Полинг не был удовлетворён описанием сигма- и пи-связей. На симпозиуме по теоретической органической химии, посвящённой памяти Ф. А. Кекуле (Лондон, сентябрь 1958 г.) он отказался от σ, π-описания, предложил и обосновал теорию изогнутой химической связи . Новая теория чётко учитывала физический смысл ковалентной химической связи, а именно кулоновскую электронную корреляцию .
Примечания
См. также
| Химическая связь | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|||||||
| Межмолекулярное взаимодействие |
|||||||
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Пи-связь" в других словарях:
Связь в технике передача информации (сигналов) на расстояние. Содержание 1 История 2 Типы связи 3 Сигнал … Википедия
СВЯЗЬ, связи, о связи, в связи и (с кем чем нибудь быть) в связи, жен. 1. То, что связывает, соединяет что нибудь с чем нибудь; отношение, создающее что нибудь общее между чем нибудь, взаимную зависимость, обусловленность. «…Связь науки и… … Толковый словарь Ушакова
- (кор. 조선민주주의인민공화국의 통신) это все службы связи, работающие на территории КНДР. Из за проведения изоляционистской политики в КНДР, её граждане не могут пользоваться Интернетом. Содержание 1 Телефонная связь 1.1 … Википедия
И, предл. о связи, в связи и в связи; ж. 1. Отношение взаимной зависимости, обусловленности. Прямая, косвенная, логическая, органическая, причинная с. С. фактов, явлений, событий. С. между промышленностью и сельским хозяйством. С. науки и… … Энциклопедический словарь
Связь отношение общности, соединения или согласованности. Связь возможность передачи информации на расстоянии (в том числе: радиорелейная связь, сотовая связь, спутниковая связь и другие виды). Химическая связь соединение атомов … Википедия
Связь (фильм, 1996) У этого термина существуют и другие значения, см. Связь (фильм). Связь Bound … Википедия
Сцепление, соединительное звено. Сцепление мыслей, понятий ассоциация идей. См. союз.. влиятельная связь... Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. связь логичность, связность,… … Словарь синонимов
Сущ., ж., употр. часто Морфология: (нет) чего? связи, чему? связи, (вижу) что? связь, чем? связью, о чём? о связи; мн. что? связи, (нет) чего? связей, чему? связям, (вижу) что? связи, чем? связями, о чём? о связях 1. Связью называют отношения… … Толковый словарь Дмитриева
Связь, передача и приём информации с помощью различных средств; отрасль народного хозяйства, обеспечивающая передачу информации. С. играет важную роль в производственно хозяйственной деятельности общества и управлении государством, вооружёнными… … Большая советская энциклопедия
1.Какие углеводороды называют непредельными и как их подразделяют? Напишите общие формулы непредельных углеводородов.
Непредельными называются углеводороды, содержащие одну или несколько кратных связей. Основные классы непредельных углеводородов: алкены , алкины и алкадиены .
2. К алкенам относится:
3)
3. На основе современных представлений об электронных орбиталях охарактеризуйте природу химических связей в молекуле этилена.
4. Число σ-связей в молекуле этилена равно:
2) 5
5. Какие виды изомерии наблюдаются у предельных и непредельных углеводородов?
6. Изобразите сокращенные структурные формулы всех углеводородов, молекулярная формула которых . Назовите эти соединения.
7. Почему число изомеров у углеводородов ряда этилена больше, чем у предельных углеводородов? Для доказательства приведите изомеры углеводородов с молекулярными формулами и .
8. Изомером пентена-1 является
3) 2-метилбутен-1
9. Гомологом пропена является
1) бутен-1
10. Как получают этилен и углеводороды ряда этилена? Напишите уравнения соответствующих реакций.
11. Какими химическими свойствами обладают этилен и его гомологи? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.
12. Напишите уравнения реакций горения этилена и пропилена и их взаимодействия с бромной водой и раствором перманганата калия.
13. Как пропилен и бутены реагируют с галогеноводородами? На этих примерах поясните сущность правила Марковникова.
14. Для каких целей используют этилен и пропилен?
Этилен используют для получения этиленгликоля, полиэтилена, этилового спирта. Кроме того, этилен ускоряет созревание фруктов. Из пропилена получают изопропиловый спирт, полипропилен.
15. Какие реакции называют реакциями полимеризации? Напишите уравнение реакции полимеризации пропилена.
16. Составьте уравнения химических реакций, подтверждающих генетическую связь между классами органических соединений в схеме 5.
Задача 1. Вычислите:
а) какой объем и какую массу этилена можно получить из 160 мл этилового спирт, плотность которого 0,8 г/см3; б) какой объем абсолютного (безводного) этилового спирта (ρ=0,8 г/см3) можно получить из 100 м3 этилена (н.у.)
Задача 2. При пропускании этилена через бромную воду масса раствора увеличилась на 7 г. Какой объем газа вступил в реакцию и какая масса 1,2-дибромэтана образовалась (н.у.)?
Задача 3. Какой объем этилена (н.у.) потребуется для получения 126 кг оксида этилена, если массовая доля производственных потерь этилена составляет 0,1?
Задача 4. Какой объем воздуха потребуется для сжигания 50 л пропилена (н.у.)?
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Этилен (этен) - первый представитель гомологического ряда алкенов (непредельные углеводороды с одной двойной связью).
Структурная формула:
Брутто-формула: C 2 H 4 . Молярная масса - 28 г/моль.
Этилен представляет собой газ без цвета, но со слабым запахом. Плотность 1,178 кг/м 3 (легче воздуха). Горючий. Мало растворим в воде, но хорошо в диэтиловом эфире и углеводородах.
Электронное строение молекулы этилена
Атомы углерода в составе молекулы алкена связаны между собой двойной связью. Эти атомы находятся в состоянии sp 2 -гибридизации. Двойная связь между ними образована из двух пар обобществленных электронов, т.е. это четырехэлектронная связь. Она сочетанием ковалентных σ-связи и π-связи. σ-Связь образована за счет осевого перекрывания sp 2 -гибридных орбиталей, а π-связь - за счет бокового перекрывания негибридизованных p-орбителей двух атомов углерода (рис. 1).
Рис. 1. Строение молекулы этилена.
Пять σ-связей двух sp 2 -гибридизованных атомов углерода лежат в одной плоскости под углом 120 o и составляют σ-скелет молекулы. Над и под этой плоскостью симметрично расположена электронная плотность π-связи, которую можно изобразить также в виде плоскости, перпендикулярной σ-скелету.
При образовании π-связи происходит сближение атомов углерода, потому что межъядерное пространство в двойной связи более насыщено электронами, чем в σ-связи. Это стягивает атомные ядра и поэтому длина двойной связи (0,133 нм) меньше одинарной (0,154 нм).
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | В результате присоединения йода к этилену получено 98,7 г иодопроизводного. Рассчитайте массу и количество вещества этилена, взятого для реакции. |
| Решение | Запишем уравнение реакции присоединения йода к этилену:
H 2 C = CH 2 + I 2 → IH 2 C - CH 2 I. В результате реакции образовалось иодопроизводное - дийодэтан. Рассчитаем его количество вещества (молярная масса равна - 282 г/моль): n(C 2 H 4 I 2) = m (C 2 H 4 I 2) / M (C 2 H 4 I 2); n(C 2 H 4 I 2) = 98,7 / 282 = 0,35 моль. Согласно уравнению реакции n(C 2 H 4 I 2) : n(C 2 H 4) = 1:1, т.е. n(C 2 H 4 I 2) = n(C 2 H 4) = 0,35 моль. Тогда масса этилена будет равна (молярная масса - 28 г/моль): m(C 2 H 4) = n (C 2 H 4) ×M (C 2 H 4); m(C 2 H 4) = 0,35×28 = 9,8 г. |
| Ответ | Масса этилена равна 9,8 г, количество вещества этилена равно 0,35 моль. |
ПРИМЕР 2
| Задание | Рассчитайте объем этилена, приведенный к нормальным условиям, который можно получить из технического этилового спирта C 2 H 5 OH массой 300 г. Учтите, что технический спирт содержит примеси, массовая доля которых равна 8%. | |
| Решение | Запишем уравнение реакции получения этилена из этилового спирта:
C 2 H 5 OH (H 2 SO 4) → C 2 H 4 + H 2 O. Найдем массу чистого (без примесей) этилового спирта. Для этого сначала рассчитаем его массовую долю: ω pure (C 2 H 5 OH) = ω impure (C 2 H 5 OH) -ω impurity ; ω pure (C 2 H 5 OH) = 100% — 8% = 92%. m pure (C 2 H 5 OH) =m impure (C 2 H 5 OH) ×ω pure (C 2 H 5 OH) / 100%; m pure (C 2 H 5 OH) = 300 × 92 / 100% = 276 г. Определим количество вещества этилового спирта (молярная масса - 46 г/моль): n(C 2 H 5 OH) = m (C 2 H 5 OH) / M (C 2 H 5 OH); n(C 2 H 5 OH) = 276 / 46 = 3,83 моль. Согласно уравнению реакции n(C 2 H 5 OH) : n(C 2 H 4) = 1:1, т.е. n(C 2 H 5 OH) = n(C 2 H 4) = 3,83 моль. Тогда объем этилена будет равен: V(C 2 H 4) = n(C 2 H 4) × V m ; V(C 2 H 4) = 3,83 × 22,4 = 85,792 л. |
|
| Ответ | Объем этилена равен 85,792 л. |