10778 Obraz6 (100)

41

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

Ćwiczenie 3.2. Cykloalkeny są węglowodorami nienasyconymi, które zawierają wiązania podwójne w pierścieniach wolowych. Napisz wzory strukturalne cykło-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 polieny. Do najprostszych dienów należą butadien i izopren:

I    8

ch₂=ch-ch=ch₂    ch₂-c-ch=ch₂

butadien    2-metyIo-l ,3-butadien

(izopren)

W^k)wodory z wiązaniem potrójnym nazywamy alkinami. Najprostszymi aikinami sąetyn i propyn.

HC=CH    CH₃C=CH

etyn    propyn

(acetylen)    (metyloacetylen)

3.2. Konsekwencje hybrydyzacji sp²

Elektronowa budowa wiązań podwójnych C=C

Wiązanie podwójne C=C może powstać tylko wtedy, gdy oba atomy węgła 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 n nie na orbitalach p

Rys. 3.1. Schematyczny obraz orbitali w cząsteczce etylenu.

Orbitale sp² tworzą wiązania o 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 a między atomami węgla. Drugie wiązanie między atomami węgla jest wiązaniem 71. 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 orbitahi leży nad płaszczyzną wiązań o a druga pod tą płaszczyzną. Oznacza to, że oba elektrony w orbitahi n znajdują się jednocześnie w dwóch obszarach przestrzeni Taki obraz wiązania n jest konsekwencją falowej natury elektronu i nie może być wytłumaczony w ogólnie zrozumiały, poglądowy sposób. Łatwo jednak można zrozumieć chemiczne konsekwencje dwuczęściowej budowy orbitali tc. Skoro elektrony są po obu stronach podwójnych wiązań, to poszukujące elektronów x 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