В молекулах алканов (предельных углеводородов) присутствуют два типа химических связей: C–C (углерод-углерод) и C–H (углерод-водород). Все связи в алканах являются одинарными (простыми) и относятся к типу -связей (сигма-связей). 1. Гибридизация и геометрия Все атомы углерода в алканах находятся в состоянии -гибридизации. Это означает, что одна -орбиталь и три -орбитали смешиваются, образуя четыре одинаковые гибридные орбитали.
- Угол связи: Направленность этих орбиталей в пространстве соответствует вершинам тетраэдра, поэтому валентный угол составляет примерно 109,5°.
- Форма: Молекулы имеют зигзагообразное (для длинных цепей) или объемное тетраэдрическое строение.
2. Характеристика -связей -связь образуется при перекрывании электронных облаков вдоль осевой линии, соединяющей ядра атомов. Это наиболее прочный вид ковалентной связи.
- Связь C–C: Является ковалентной неполярной. Она образуется путем перекрывания двух -гибридных орбиталей соседних атомов углерода. Длина связи составляет примерно 0,154 нм. Связь C–H: Является ковалентной слабополярной. Она образуется при перекрывании -гибридной орбитали углерода и -орбитали водорода. Длина связи составляет примерно 0,109 нм.
3. Энергия и прочность Связи в алканах отличаются высокой прочностью, что обуславливает химическую инертность этих соединений при обычных условиях:
- Энергия связи C–C составляет около 348 кДж/моль.
- Энергия связи C–H составляет около 412 кДж/моль.
4. Особенности вращения Важной особенностью одинарных -связей является возможность свободного вращения атомов и групп атомов вокруг оси связи C–C. Это приводит к существованию различных пространственных форм молекулы — конформаций. Итоговая таблица
| Тип связи | Вид перекрывания | Полярность | Энергия (кДж/моль) |
|---|---|---|---|
| C–C | — | Неполярная | ~348 |
| C–H | — | Слабополярная | ~412 |
Я могу составить для вас таблицу физических свойств алканов или расписать механизмы реакций, в которые они вступают. Хотите, чтобы я это сделал?