Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.12STRUKTURAMETANUIETANU.HYBRYDYZACJAsp3
35
1.12BStrukturaetanu
Kątywiązańprzyatomachwęglawetanieiwewszystkichalkanachsąrównieżczworo-
ścienne(tetraedryczne),podobniejaktewmetanie.Zadowalającymodeletanuzapewnia
hybrydyzacjasp
3obuatomówwęglawcząsteczce.
Narysunku1.19pokazano,wjakisposóbzbudowanajestcząsteczkaetanu:zdwóchwią-
żącychorbitalicząsteczkowychpowstałychzdwóchzhybrydyzowanychatomówwęglasp
3
isześciuorbitaliatomówwodoru.
Atomwęglasp
C
3
Atomwęglasp
C
3
RYS.1.19Hipotetycznepowstawanie
wiążącychorbitalicząsteczkowychetanu
zdwóchzhybrydyzowanychatomów
+
+
6
H
węglasp
3isześciuatomówwodoru.
Wszystkiewiązaniatowiązaniasigma.
(Niewiążąceorbitalecząsteczkowe
sigma-zwaneorbitalamiσ*-także
tworząsięwkażdymprzypadku,aledla
uproszczenia-ponieważniemananich
H
H
H
C
Wiązanie
sigma
C
H
H
H
Wiązaniesigma
elektronów-niesąpokazane)
Wiązaniewęgiel–węgielwcząsteczceetanujestwiązaniemsigmaocylindrycznejsymetrii,
utworzonymprzezdwanakładającesięnasiebieorbitalesp
3.(Wiązaniawęgiel–wodórsą
równieżwiązaniamisigmaipowstająznakładającychsięnasiebieorbitaliatomuwęgla
sp
3iorbitaliwodorus).
•Rotacjagruppołączonychpojedynczymwiązaniemwokółtegowiązaniazwyklenie
wymagadużejilościenergii.
Wkonsekwencjigrupypołączonepojedynczymiwiązaniamiobracająsięstosunkowo
swobodniewzględemsiebie.(Punkttenzostanieomówionydokładniejwrozdziale4.8).
Narysunku1.20pokazanoobliczonenumeryczniestrukturydlaetanu,wktórychgeometria
czworościenna(tetraedryczna)wynikającazhybrydyzacjiorbitalijestwyraźniewidoczna.
RYS.1.20(a)Wstrukturzeetanu,napodstawie
obliczeńmechanikikwantowejwewnętrznabryła
powierzchnireprezentujeregionodużejgęstości
elektronowej.Dużagęstośćelektronowa
występujewkażdymregioniewiążącym.
Zewnętrznapowierzchnia(oznaczona
siatką)reprezentujewprzybliżeniu
najdalszyzakrescałkowitejgęstości
elektronowejdlacząsteczki.(b)Model
szkietetowyetanujestpodobnydotego,
którymożnazbudowaćzapomocązestawu
modelicząsteczkowych.(c)Wzórstrukturalnyetanu
przedstawionyzapomocąlinii,klinówiprzerywanych
(a)
klinów(liniiprzerywanej)dlapokazaniawtrzech
wymiarachjegotetraedrycznejgeometriinakażdym
zatomówwęgla
H
H
C
H
C
H
H
H
(b)
(c)
