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在我们详细解释有机化学中的烟管长度和键强度之前,让我们从一开始就对这两个性质做一个小总结,因为它与我们将要讨论的所有类型的键都相关。爱游戏体育官

记住这个t键越短,就越牢固。

为了理解与有机分子相关的键强和键长背后的原理,让我们首先讨论卤化氢的已知数据:

从HI到HF,粘结强度增大,所以HF是最强的键,而HI是最弱的键。

为什么会这样呢?首先,看看元素周期表,我们可以注意到键强度和原子大小之间的关系。

记住原子的大小从周期表往下依次增加比如氟原子,用ansp3.杂化轨道:由它的第二层轨道与氢成键的杂化轨道:

其他的卤素在3号碳上理查德·道金斯4th,和5th元素周期表的行,因此,他们使用更大的轨道杂化和键的形成。如果我们把它们放在一起,我们可以用这种差异来证明键长解释化学键的强度:

我们看到,随着原子变大,化学键也变长变弱。长期债券是较大的轨道假设电子密度更小和一个重叠率低氢的s轨道。这就是我们在元素周期表中向下移动时发生的事情,因此,H-X键随着长度的增加而变弱。

记住这一点,现在我们来看看碳碳键和碳氢键的长度和强度是如何与碳原子的杂化态相关联的。

有机分子的键长与键强

为什么你认为碳氢键烷烃、烯烃和炔的键强度遵循如下模式?

在前面的部分中,我们已经得出结论粘结强度与粘结长度成反比,根据这一点,数据表明烷烃中的碳碳键一定是最长的因为它是最弱的,以及炔中的碳碳键最短的因为它看起来是最强的

事实上,这是正确的,因为记住,键长从sp3.sp杂交:

要理解这个键长趋势取决于杂交让我们快速回忆一下杂化是如何发生的。为sp3.杂交,有一个s和三个p轨道混合,sp2需要一个s和两个p轨道,而sp混合了一个s和一个p轨道。

现在,有一种叫做"s轨道,即最初参与杂化过程的s轨道百分比。例如,在sp3.杂化,一共有四个轨道一个s和三个p,在这些之外只有一个是(是)年代。因此,的S字符sp3.轨道是¼= 25%。同样的道理,sp2轨道是33%,而且sp轨道具有50% s的特征:

下一个问题是s键与键长和键强有什么关系.在这里,你需要记住对于一个给定的能级S轨道比p轨道小.一个更小的轨道,反过来意味着强相互作用电子和原子核之间的距离较短,因此是a更强的共价键.这就是为什么炔中的C-C键最短/最强,以及烷烃是最长/最弱的正如我们在上表中看到的。

C-C和C-H键强度

s轨道的相对大小也解释了为什么C-C σ键比C-H σ键弱.这是因为氢用的是"纯"年代轨道(100% s)比轨道更靠近原子核sp3.碳的轨道。结果,原子核在原子中被束缚得更紧密sp3.- - - - - -年代碳氢键比在sp3.- - - - - -sp3.碳碳邦德:

碳氢键也有不同的类型取决于氢所连着的碳的杂化程度。就像我们到目前为止讨论的所有例子一样,碳氢键的强度取决于长度也就是氢连着的碳的杂化。

年代字符在连接两个原子的杂化轨道中,越短越好碳氢键更强

为了总结表格中的信息,记住粘结强度的顺序C (sp) c (sp2) c (sp3) - h。化学键的长度正好相反。

调用表中提到的所有这些值键解离能-这是打破给定键所需的能量。具体来说,我们谈论的是均裂每个原子在断开键时得到一个电子。有机化学中最常见化学键的键解离能及均裂机理(爱游戏体育官激进的反应)将在稍后的文章中介绍,你可以找到在这里

键和键的强度

有一件重要的事情我们应该在比较单键与双键或三键结合的强度.记住,多重键由一个σ而且一个或两个π键.现在,如果我们比较一下单键和双键的强度,我们得到88千卡/摩尔:152千卡/摩尔。这是不是1:2的比例这表明σ键比π键强否则,双键的强度将是176千卡/摩尔(2 x 88)。

的值之差C (sp2) - C (sp2)双键而且C (sp2) - C (sp2键,我们可以确定给定π键的键能。

实践

1.

对于每一组。确定相关原子的杂化,并指出较短和较强的键:

回答

较短的和更强的债券显示在红色的

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关于“键长与键强”的思考

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