Номер 2, страница 11 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Охарактеризуйте простые и кратные связи.

2. Охарактеризуйте простые и кратные связи.

Решение

Химические связи между атомами, образованные общими электронными парами, классифицируются по числу этих пар на простые и кратные.

Простые (одинарные) связи

Простая связь образуется одной общей электронной парой между двумя атомами. Этот тип связи всегда является сигма-связью ($\sigma$-связью).

• Образование: $\sigma$-связь возникает при осевом (лобовом) перекрывании атомных орбиталей (s-s, s-p, p-p и др.). Электронная плотность при этом максимальна на линии, соединяющей центры ядер двух атомов.
• Прочность и длина: По сравнению с кратными связями между теми же атомами, одинарная связь является самой длинной и наименее прочной.
• Вращение: Вокруг одинарной $\sigma$-связи возможно практически свободное вращение атомов или групп атомов, что обуславливает существование различных конформаций молекулы.
• Пример: связь C–C в молекуле этана (H₃C–CH₃).

Кратные связи

Кратные связи образуются двумя (двойная связь) или тремя (тройная связь) общими электронными парами между двумя атомами. Кратная связь всегда состоит из одной $\sigma$-связи и одной или двух пи-связей ($\pi$-связей).

Двойная связь

• Состав: Одна $\sigma$-связь и одна $\pi$-связь.
• Образование: $\pi$-связь образуется при боковом перекрывании двух параллельных p-орбиталей соседних атомов. Области максимальной электронной плотности $\pi$-связи находятся над и под плоскостью, в которой лежит $\sigma$-связь.
• Прочность и длина: Двойная связь прочнее и короче, чем одинарная связь между теми же атомами. Энергия двойной связи меньше, чем удвоенная энергия одинарной, так как $\pi$-связь менее прочна, чем $\sigma$-связь.
• Вращение: Вращение вокруг двойной связи невозможно без ее разрыва, так как это нарушило бы боковое перекрывание p-орбиталей. Это приводит к существованию геометрических (цис-транс) изомеров.
• Пример: связь C=C в молекуле этена (H₂C=CH₂).

Тройная связь

• Состав: Одна $\sigma$-связь и две $\pi$-связи.
• Образование: Две $\pi$-связи образуются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях за счет бокового перекрывания двух пар p-орбиталей.
• Прочность и длина: Тройная связь является самой прочной и самой короткой из всех связей между данной парой атомов.
• Вращение: Вращение вокруг тройной связи полностью исключено. Молекулярный фрагмент с тройной связью имеет линейное строение.
• Пример: связь C≡C в молекуле ацетилена (HC≡CH).

Ответ: Простая связь — это одинарная $\sigma$-связь, образованная одной электронной парой; она допускает свободное вращение. Кратные связи (двойные и тройные) состоят из одной $\sigma$-связи и одной или двух $\pi$-связей, образованных двумя или тремя электронными парами соответственно; они короче, прочнее простых связей и ограничивают вращение вокруг оси связи.