Точечные структуры. Множественные связи

В прошлом видеоролике мы говорили о том, как построить структурную формулу молекулы с одинарными ковалентными связями. Сейчас мы поговорим о кратных ковалентных связях. Начнём с того же, что и в прошлый раз: построим структурную формулу для C2H4. Снова ищем углерод в таблице. Он принадлежит к четвёртой группе и обладает четырьмя валентными электронами, поэтому изобразим атом углерода с четырьмя валентными электронами, а рядом с ним — второй атом углерода с четырьмя валентными электронами. И сразу видим, что атомы углерода соединены одинарной ковалентной связью. Осталось 4 атома водорода. Водород принадлежит к первой группе периодической таблицы и обладает одним валентным электроном. Разумно разместить по 2 атома водорода около каждого атома углерода. Изобразим атом водорода здесь, другой — здесь. Осталось ещё два атома водорода, и их нужно изобразить справа от атома углерода. Соединим точки и получим связи между углеродом и водородом. Но это неверная структурная формула, что выяснится при подсчёте электронов у атомов углерода. Считаем: 2, 4, 6... 7. Каждый атом углерода окружён всего лишь семью электронами и не соблюдает правило октета. Единственный способ получить электронный октет для углерода — участие этого выделенного цветом электрона и электрона напротив в образовании двойной ковалентной связи между атомами углерода. Получаем одну связь между атомами углерода и две свободные связи, куда можно присоединить водород, по 2 атома на каждый атом углерода. Это правильная структурная формула этилена (этена). Убедиться в её правильности можно, проверив соблюдено ли правила октета. Каждый атом углерода окружён 2, 4, 6... 8 электронами, другими словами, правило октета в структурной формуле соблюдается. Теперь рассмотрим CH2O. Т. е. построим структурную формулу вещества с молекулярной формулой CH2O. Вновь начнём с атома углерода по центру, окружённого четырьмя валентными электронами, и двух атомов водорода, первый из них изобразим слева, а второй — справа. Вернёмся к периодической таблице и вспомним, сколько валентных электронов имеет кислород. Кислород принадлежит к шестой группе и обладает шестью валентными электронами. Их можно изобразить вокруг атома кислорода. 1, 2, 3, 4, 5... 6. Соединим точки. Свяжем атом углерода с атомами водорода слева и справа и с атомом кислорода. К сожалению, электронного октета вокруг атомов углерода и кислорода не получилось. Вновь выделим цветом электроны вокруг атома углерода: 2, 4, 6... 7. У атома углерода нет электронного октета, поэтому необходимо поделиться электроном с атомом кислорода. Атомы углерода и кислорода отдают по электрону, и одинарная связь между атомами углерода и кислорода становится двойной. На кислороде по-прежнему остаются две неподелённые электронные пары, а с атомом углерода соединены 2 атома водорода. Это правильная структурная формула формальдегида. Можно убедиться в её правильности, проверив соблюдение правила октета. Вокруг углерода 2, 4, 6... 8 электронов. Очевидно, что столько же вокруг кислорода. Это структурная формула формальдегида. Вот ещё пример одной молекулы с кратными ковалентными связями. Это C2H2. Снова изображаем углерод с четырьмя валентными электронами. Таких атомов углерода два, и второй атом с четырьмя валентными электронами изобразим так. Сразу же видна одинарная ковалентная связь между атомами углерода. Осталось 2 атома водорода. Один из них изобразим слева и соединим одинарной связью с атомом углерода. Второй логично разместить справа и так же соединить с углеродом. При подсчёте валентных электронов атома углерода получаем 2, 4, 5... 6. Но углероду нужны 8, нужен октет! Для этого оба атома углерода должны поделиться друг с другом двумя электронами. Поместим этот электрон сюда, а этот — сюда. Так же поступим с этими двумя. Получается, что атомы углерода соединены тройной связью. Изобразим тройную связь между атомами углерода, а атомы водорода разместим по сторонам от неё. Проверим выполнение правила октета для углерода, для этого воспользуемся другим цветом: 2, 4, 6... 8. Это октет, и мы построили верную структурную формулу этина, он же ацетилен. Мы изучили построение формул молекул с одинарными и кратными ковалентными связями, далее будем говорить о гибридизации в различных углеродсодержащих молекулах. Subtitles by the Amara.org community