Вспомните!, страница 238 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Вспомните!

Какие типы гибридизации вам известны? Чем они отличаются? Вспомните общие формулы алканов, алкенов и алкинов.

Какие типы гибридизации вам известны? Чем они отличаются?

В органической химии для атомов углерода наиболее характерны три типа гибридизации: $sp^3$, $sp^2$ и $sp$. Гибридизация — это гипотетический процесс смешения и выравнивания различных по форме и энергии атомных орбиталей для образования одинаковых (эквивалентных) по форме и энергии гибридных орбиталей.

$sp^3$-гибридизация: При этом типе происходит смешение одной s-орбитали и трех p-орбиталей, в результате чего образуются четыре равноценные гибридные орбитали. Они симметрично направлены к вершинам тетраэдра, и угол между ними составляет $109.5^\circ$ (или $109^\circ28'$). Атомы углерода в состоянии $sp^3$-гибридизации образуют четыре одинарные $\sigma$-связи. Такой тип гибридизации характерен для атомов углерода в алканах.

$sp^2$-гибридизация: Происходит смешение одной s-орбитали и двух p-орбиталей. Образуются три равноценные гибридные орбитали, которые расположены в одной плоскости под углом $120^\circ$ друг к другу (тригональная геометрия). Одна p-орбиталь остается негибридизованной и располагается перпендикулярно этой плоскости. Атомы углерода в таком состоянии образуют три $\sigma$-связи и одну $\pi$-связь. $\pi$-связь образуется за счет бокового перекрывания негибридизованных p-орбиталей соседних атомов. Этот тип гибридизации встречается в алкенах (у атомов углерода при двойной связи).

$sp$-гибридизация: Происходит смешение одной s-орбитали и одной p-орбитали. Образуются две равноценные гибридные орбитали, расположенные на одной прямой (линейная геометрия) под углом $180^\circ$ друг к другу. Две p-орбитали остаются негибридизованными и располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Атомы углерода в таком состоянии образуют две $\sigma$-связи и две $\pi$-связи. Этот тип гибридизации характерен для алкинов (у атомов углерода при тройной связи).

Таким образом, типы гибридизации отличаются: во-первых, количеством и типом исходных атомных орбиталей, участвующих в смешении (1s + 3p, 1s + 2p, 1s + 1p); во-вторых, числом и пространственной геометрией образующихся гибридных орбиталей (четыре тетраэдрические, три тригональные, две линейные); в-третьих, величиной валентных углов ($109.5^\circ$, $120^\circ$, $180^\circ$); в-четвертых, способностью образовывать кратные связи (только $\sigma$-связи в случае $sp^3$; одна $\pi$-связь в случае $sp^2$; две $\pi$-связи в случае $sp$).

Ответ: Известны $sp^3$, $sp^2$ и $sp$ типы гибридизации. Они отличаются количеством и типом смешивающихся орбиталей, что приводит к различной геометрии расположения связей (тетраэдрической, тригональной, линейной), разным валентным углам ($109.5^\circ$, $120^\circ$, $180^\circ$) и разному числу образуемых $\sigma$- и $\pi$-связей.

Вспомните общие формулы алканов, алкенов и алкинов.

Алканы – это ациклические насыщенные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода соединены только одинарными связями. Общая формула гомологического ряда алканов: $C_nH_{2n+2}$ (где $n$ — целое число, $n \ge 1$).

Алкены – это ациклические ненасыщенные углеводороды, содержащие в молекуле одну двойную связь между атомами углерода. Общая формула гомологического ряда алкенов: $C_nH_{2n}$ (где $n$ — целое число, $n \ge 2$).

Алкины – это ациклические ненасыщенные углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь между атомами углерода. Общая формула гомологического ряда алкинов: $C_nH_{2n-2}$ (где $n$ — целое число, $n \ge 2$).

Ответ: Общая формула алканов — $C_nH_{2n+2}$; общая формула алкенов — $C_nH_{2n}$; общая формула алкинов — $C_nH_{2n-2}$.