Электронное строение

Атомы углерода, связанные двойной связью, находятся в sp²-гибридизации.Три sp²гибридные орбитали лежат в одной плоскости под углом 120º, направлены к

вершинам равностороннего треугольника и образуют прочные σ-связи. Негибридные р-орбитали каждого атома углерода перпендикулярны плоскости

σ-связей; при их перекрывании образуется π-связь. Прочность π-связи меньше, чем σ-связи. Строение этилена:

образование σ-связей: образование π-связи:

Длина двойной связи составляет 0,134 нм, энергия связи 620 кДж/моль.

Поворот по связи С=С в алкенах значительно затруднен, так как он вызывает разрушение π-облака, а это требует затрат энергии. Этим объясняется существование стабильных цис- и транс-изомеров, которые могут переходить друг в друга только при высокой температуре или при УФ-облучении.

§7. Химические свойства

Химические свойства алкенов определяются наличием двойной связи, содержащей π-электроны. π-Электроны характеризуются подвижностью, так как они менее прочно удерживаются ядрами атомов, чем σ-электроны. В результате двойная связь легко поляризуема и обладает электронодонорными свойствами, т.е. является нуклеофилом. Поэтому алкены склонны взаимодействовать с электрофилами и для них характерны реакции присоединения по двойной связи.

І. Реакции присоединения (А_Е)

1. Галогенирование

Наиболее легко алкены хлорируются и бромируются; процесс протекает при комнатной температуре и практически с количественным выходом:

Раствор брома в воде или в четыреххлористом углероде имеет бурую окраску, продукты присоединения брома бесцветны (качественная реакция на ненасыщенность).

Механизм реакции:

Br^δ+ - Вr^δ-

π-комплекс катион бромония

карбкатион

Процесс включает несколько стадий:

1. Молекула брома атакует двойную связь алкена; π-электронное облако поляризует связь Вr – Вr; образуется неустойчивая система – π-комплекс.

2. Электронодефицитный атом брома присоединяется к алкену; образуется циклический катион бромония, в котором атом брома связан с обоими атомами углерода, или карбкатион.

3. Нуклеофил Вr‾ атакует катион бромония (или карбкатион) с противоположной стороны, образуя продукт реакции.

Дата добавления: 2017-02-01