48528 Picture6

Wiązania kowalencyjne mają określone kierunki w przestrzeni. Wyjaśniają to struktury orbitali atomowych i molekularnych, hybrydyzacja orbitali atomowych (np. s/>\ sp², sp). Rozróżnia się elektrony a i n.

Orbitale molekularne powstają przez nakładanie się orbitali atomowych. / dwu orbitali atomowych powstają dwa orbitale molekularne (jeden wiążący i drugi antywiążący). Orbitale molekularne wiążące cechują się większą gęstością elektronową i niższą energią niż orbitale atomowe. Orbitale antywiążące mają energię wyższą od energii nakładających się orbitali atomowych. Elektrony w orbitalach wiążących oznacza się literami a i n, a w niewiążących o i 7t*. Obecność elektronów a* i 71* przyczynia się do zniesienia wiązania. Orbitale obsadzone przez elektrony o najwyższej energii nazywa się HOMO, a o najniższej LU MO.

Wzory strukturalne lub elektronowe często nie wystarczają do ukazania właściwości połączeń. Wprowadza się w związku z tym struktury' rezonansowe, w tym fikcyjne struktury graniczne. Są to struktury, w których elektrony mogą ulegać przemieszczeniom w obrębie cząsteczki.

Wiele związków organicznych cechuje się polarnością i w związku z tym określonym momentem dipolowym. Występują wiązania spolaryzowane. Przyczyną są zróżnicowane elektroujemności wiążących się atomów. Na przykład

0+ a-

w etanolu CH3-CH2-OH atom węgla uzyskuje pewien ładunek dodatni ct+,

a atom tlenu ładunek ujemny a-, gdyż atom tlenu jest bardziej elektroujemny od atomu węgla.

Istotne znaczenie mają długości i kąty wiązań. Najdłuższe są wiązania pojedyncze, krótsze - podwójne, a najkrótsze - potrójne. Z długością wiązań łączy się trwałość połączeń, ograniczenie wielkości podstawników, które mogą działać na siebie odpychająco. Kąty wiązań świadczą o przestrzennej strukturze połączeń.

lindanie struktury połączeń

l)o lego celu mogą być stosowane różne metody chemiczne, obecnie głównie metody instrumentalne. Do metod instrumentalnych należą metody spektroskopowe, w tym spektroskopia emisyjna lub absorpcyjna. Analizie poddawane są otrzymywane widma złożone z odpowiednich pasm. Należą tutaj spektroskopia UV-VIS, IR. NMR. Stosuje się spektrometrię mas, zastępującą chemiczną analizę elementarną, a także rentgenograficzne metody analizy strukturalnej.

4.1.5. Podstawowe reakcje w chemii organicznej

Do podstawowych reakcji w chemii organicznej nalecą reakcje

- przyłączenia, czyli addycji, np. CIT CH2 + IICI -> Cl li CII. (I

- podstawienia, czyli substytucji, np. R - J + Cl* -> R Cl * .1",

-    eliminacji, np. Cl - CH2 - CH₂ - Cl -> CH₂ = CU. + 2CT,

-    przegrupowania, np. przejście z postaci cis w trans.

Reakcje zachodzą na skutek rozpadu wiązań. Rozpad ten może być honn tyczny, polegający na przejściu elektronów pary po jednym do każdego z wią cych się atomów, albo też heterolityczny, gdy para pozostaje prz> jedmm związanych atomów. Bardzo często w reakcjach biorą udział wolne rodu produkty homolitycznego rozpadu wiązań, posiadające niesparownne clcktm Reakcje rodnikowe zachodzą w wyższych temperaturach lub np pod wpływ światła. W przypadku rozpadu hetero litycznego powstają karbokatiom |< z ładunkiem dodatnim - oraz karboaniony, mające ładunek ujemny hm\ wchodzą w różne reakcje organiczne.

W reakcjach organicznych wyróżnia się także czynniki clcklrofilowr 1 kleofilowe. Czynniki elektrofilowe to cząsteczki lub jony o ładunku dodam natomiast nukleoftlowe to cząsteczki lub jony o ładunku ujemnym.

Często w chemii rozpatruje się stany przejściowe reakcji charaktery zow powstawaniem kompleksu przejściowego. Reakcje, w których nie wysięg stan pośredni, nazywa się pericyklicznymi.

4.1.6. Węglowodory

4.1.6.1. Węglowodory nasycone (alkany)

Węglowodory nasycone zbudowane są z atomów węgla i wodoru 1’oniię atomami węgla występują tylko wiązania pojedyncze C-C 154 pm, (' III 0‘> | Opisywane są ogólnym wzorem C„H₂„₊₂, gdzie n liczba atomów węgla Na/ alkanów tworzy się dodając końcówkę -an. Tworzą szereg homologiczny h prostszym alkanem jest metan CR,. Każdy następny alkan w szeregu honn

gicznym	różni	się od	poprzedniego		10 grupę Cl 12. Kolejno po sobie następują
etan	CH,i	CII,	(( H„)
propan	CII.,	Clij	CHj	(Cd Ik)
butan	CII,	Clij	CII.	CII,	(C.1II10)
pentan	CHj	CII.	< II.	< Hi	CII, (C,Ilu)
heksan	< 11.	<11	1 II	(II	CII, < 11, (< ,11,.,)
hcplnn	< II,	<11	< II	1 II	<11 <11/ CII, (C II|„)