If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:14:22

Транскрипция к видео

в ролике о гибридных sp3 орбиталях мы получили детализацию молекулы метана рассмотрим ее подробнее молекула представляет собой ted raider с атомом углерода в центре первый атом углерода нарисуем так потому что он лежит выше плоскости страницы 2 лежит в плоскости страницы 3 над углеродом 4 под плоскостью страницы молекула похожа на треногу с торчащим вверх штырём если представить молекулу иначе соединив атомы водорода получится четырехгранная пирамида с треугольными гранями выглядеть это будет примерно так пирамида будет выглядеть так если считать ее прозрачной одна грань вторая грань третья грань и прозрачная передняя грань вот она сквозь четвертую грань мы смотрим на пирамиду это передняя грань в случае метана молекулу можно представить по-разному теперь рассмотрим молекулу посложнее итан нарисуем ее так мне кажется так проще всего так как это итан атомы углерода будут здесь и здесь каждый с тремя атомами водорода который нарисуем так по три атома водорода с каждой стороны мы знаем что у углерода гибридные sp3 обитали имеющие тетраэдрическую структуру поэтому это на самом деле выглядит иначе покажем атома углерода оранжевым цветом этот и вот этот вот атом углерода этот кружок с учетом перспективы связь между атомами выглядит так второй атом углерода будет здесь а эта связь между ними связи при обоих атомов углерода должны образовывать тетраэдр вот эту связь можно представить так вот эта связь с атомом водорода водород покажем зеленым кружком и вот атом водорода вернее кружок которым он обозначен теперь покажем вот этот атом чуть выше плоскости страницы вот этот атом водорода я подпишу водород покажу их разными цветами чтобы было понятнее вот этот атом нарисуем внизу и чуть позади вот этот атом водорода связи при этом атоме углерода имеют форму тетраэдра вот эта часть будет основанием треноги а это направлено вверх с этим атомом углерода делаем тоже самое этот атом водорода нарисуем внизу потом я перестану менять цвет чтобы не тратить время этот атом водорода будет здесь в этом направлении какого цвета еще нет желтого этот атом водорода покажем здесь вот возможная форма молекулы этана и и мой рисунок стал моделью из терний и шариков обозначающих атомы это так называемая шаростержневая модель шаростержневая модель вот шаростержневая модель это на молекулу можно изобразить проще виде так называемой перспективной проекции она же козлы перспективная проекция выглядит так молекула этана в ней имеют ту же форму представьте себе козлы для пилки дров я нарисую нечто похожее вот так рисуем в том же порядке что и раньше два атома углерода атомы водорода я сейчас нарисовал молекулу перевёрнутой сделаем как в предыдущей модели вот атомы водорода и здесь атомы водорода это перспективная проекция как бы вы не рисовали различение от это более простой способ не нужно рисовать все эти кружки не так точно показаны углы под которыми связи отходят от углерода приблизительно показан то трейдер в любом случае рисуя молекулу понимаешь что вариантов формы бесконечно много это все из-за наличия сигма-связи вы уже видели ролик а sp3 гибридизации а сигма и пи-связях это сигма-связь вокруг нее возможно вращение один из атомов углерода может вращаться вокруг оси связи независимо от другого будь то двойная связь пи-связь они вращались бы вместе возможна конфигурация которую я нарисовал и возможна перевернутая конфигурация вот что я имею ввиду построим шара стержневую модель вот 2 атома углерода как и там этот атом будет таким же как это атомы водорода внизу верху и здесь итачи есть у молекулы этана одинакова другую часть молекулы я переверну обратите на это внимание видите разницу этот синий атом вместо того чтобы быть внизу окажется верху нарисуем синий атом сверху я просто повернул эту часть синий атом оказался сверху повернул синим к верху тогда зеленый окажется здесь вот зелёный атом водорода розовый атом после повтора окажется здесь в чем же разница между этой и этой молекулами есть множество промежуточных вариантов в чем разница между ними вот этот атом водорода если смотреть с этой стороны заслоняется этим атомом вот этот этим это заслоненная конфигурация или конформация заслоненная конформация конформация а здесь ничто не заслоняется за этим атомом пустое место нет атомов впереди этого атома тоже задние атомы если смотреть отсюда не заслоняют передние это заторможенная конформация в чем же разница вращается задняя группа атомов что это означает во-первых интересна сама возможность вращения независимо от передней группы атомов еще у них разные энергетические уровни можно представить это как сжатие пружины которая стремится вернуться то или иное состояние для наглядности я нарисую проекцию ньюмана я рисую то же самое но в проекции ньюмена показан вид спереди передний атом углерода рисуется как пересечение этих связей и так рисуем проекцию ньюмана начнем с проекции ньюмена для заторможенной конформации и так этот атом углерода будет передним с ним соединены атом водорода внизу атом водорода слева вверху и атом водорода справа вверху пусть будет того же цвета подразумевается что углерод находится в точке пересечения теперь а заднем атоме углерода передний атом это точка пересечения связей а задний показан кружком этот кружок задний атом углерода передней вот эта . так они отображаются задним атомом соединён синий атом водорода синий атом зелёный атом и розовый атом зеленый затем розовый теперь стало гораздо понятнее это вид спереди молекулы этана видно что передний углерод заслоняет задний а передние атомы водорода не заслоняют задние это заторможенная конформация теперь покажем заслоненную конформацию в проекции ньюмана проекция ньюмана спереди выглядит так же водород здесь и здесь тут синий или скорее фиолетовый вот передние атомы задние атомы прямо за ними рисуем задний углерод передний атом углерода это . вот задний атом углерода заслоненной конформации атомы идут сразу друг за другом вот так но это неудобно поэтому заслоненную конформацию обычно изображают так в проекции ньюмана задний атом водорода рисуют немного правее вот этот атом розовый атом вот здесь он расположен за передним но так лучше видно и последний синий атом вот синий атом это заслоненная конформация в проекции ньюмана заслоненная конформация задние атомы водорода заслонены передними если рисовать точно они прямо за ними вот еще что обратите внимание на угол между атомами водорода и так что это за угол каков угол между синим и розовым атомами в трехмерной проекции нельзя увидеть угол между синим и розовым но в проекции ньюмена виден угол поворота атомов относительно друг друга это называется торсионным углом торсионный угол между атомами водорода 60 градусов а здесь торсионный угол 0 градусов это мера заторможенности или заслонено sti зачем нам это знать электронные облака окружают все атомы водорода и все эти связи электронные облака заряжены отрицательно и отталкиваются друг от друга здесь они стабильно потому что образует стабильную структуру валентные оболочки заполнены электронные облака взаимно отталкиваются в этой ситуации при заслонённой конформации эти атомы водорода ближе друг другу чем чем в заторможенной конформации в заторможенной конформации к этому атому ближе всего этот или этот оба находятся дальше чем этот атом в заслонённой конформации в целом заторможенная конформация стабильнее и имеет меньшую потенциальную энергию если взять заслоненную конформацию за начальное положение атомы стремятся разбежаться это напряженная конформация с высокой потенциальной энергией она стремится снять напряжение и перейти в заторможенную ведь в ней все атомы водорода максимально отдалены