Obraz6 (122)

48

Ćwiczenie 3.1. Dlaczego w nazwach etenu i propenu zbyteczne jest pokazywanie położenia wiązania podwójnego wskaźnikami liczbowymi a w nazwie metylopro-penu nie jest potrzebny wskaźnik liczbowy, pokazujący położenie grupy metylowej? Zastanów się, czy nazwy „l-metylopropen".i „3-metylopropen” byłyby poprawne w świetle reguły 1, odnoszącej się do nazw alkanów.

Ćwiczenie 3.2. Cykloalkeny są węglowodorami nienasyconymi, które zawierają wiązania podwójne w pierścieniach węglowych. Napisz wzory strukturalne cyklo-pentenu i cykloheksenu. Jaki jest wzór ogólny cykloalkenów z jednym wiązaniem podwójnym?

Wiele węglowodorów nienasyconych zawiera więcej niż jedno wiązanie podwójne. Są to dieny, trieny i ogólnie poiieny. Do najprostszych dienów należą butadien i izopren:

CH, i ³

CH₂= CH - CH = CH₂    CH₂= C | CH = CH₂

butadien    2-metylo-l,3-butadien

(izopren)

Węglowodoty z wiązaniem potrójnym nazywamy alkinami. Najprostszymi alkinami są etyn i propyn.

HC=CH    CH₃C=CH

etyn

(acetylen)

propyn

(metyloacetylen)

3.2. Konsekwencje hybrydyzacji sp² Elektronowa budowa wiązań podwójnych C=C

Wiązanie podwójne C=C może powstać tylko wtedy, gdy oba atomy węgla przyjmują hybrydyzację sp². W celu zrozumienia wiązania podwójnego trzeba sobie przypomnieć, że atomy węgla o takiej hybrydyzacji mają trzy elektrony na orbitalach sp² i że orbitale te leżą w jednej płaszczyźnie a kąty

między nimi wynoszą 120°. Czwarty elektron zajmuje orbital p, prostopadły do płaszczyzny wyznaczonej przez orbitale sp², jak na rys.3.1.

po utworzeniu wiązań o atomy węgla przez boczne nakładanie się or-w CH₂=CH₂ mają po jednym elektro- bitali p powstaje wiązanie Jt nie na orbitalach p

Rys. 3.1. Schematyczny obraz orbitali w cząsteczce etylenu.

Orbitale sp² tworzą wiązania a przez czołowe nakładanie się z orbitalami innych atomów, np. w cząsteczce etylenu są cztery wiązania a łączące atomy węgla z atomami wodoru i jedno wiązanie o między atomami węgla. Drugie wiązanie między atomami węgla jest wiązaniem jt. Tak nazywamy wiązania, utworzone przez boczne nakładanie się orbitali p.

Z rys. 3.1 wynika, że orbital molekularny tworzący wiązanie n jest dwuczęściowy. Jedna część tego orbhalu leży nad płaszczyzną wiązań a a druga pod tą płaszczyzną. Oznacza to, że oba elektrony w orbitalu n znajdują się jednocześnie w dwóch obszarach przestrzeni. Taki obraz wiązania 7t jest konsekwencją falowej natury elektronu i nie może być wytłumaczony w ogólnie zrozumiały, poglądowy sposób. Łatwo jednak można zrozumieć chemiczne konsekwencje dwuczęściowej budowy orbitali n. Skoro elektrony są po obu stronach podwójnych wiązań, to poszukujące elektronów n odczynniki mogą przyłączać się do tych wiązań z jednej lub z drugiej strony. Ma to ważne konsekwencje stereochemiczne, omawiane w zaawansowanych podręcznikach chemii organicznej.

Stereoizomeria alkenów

Bardzo ważną sprawą jest uświadomienie sobie, że wiązanie n może powstać tylko wtedy, gdy orbitale p obu połączonych ze sobą atomów węgla są do siebie równoległe. Warunek równoległości orbitali p oznacza, że wszystkie orbitale sp² atomów tworzących podwójne wiązanie leżą w jednej