Валентные состояния атома углерода.

Ответ #1:

Атомы углерода, входящие в состав органических соединений, всегда будут четырёхвалентны, имеют электронную конфигурацию 1s²2s² 2p² и могут находиться в трех валентных состояниях.

Первое валентное состояние (на примере метана CH₄).

При образовании молекулы метана атом углерода переходит в возбужденное состояние

Четыре неспаренных электрона (2s и 2p) участвуют в образовании четырех - связей. При этом возникают гибридные орбитали.

Гибридизация орбиталей – процесс выравнивания их по форме и энергии (смещение облаков).

Число гибридных орбиталей равно числу исходных орбиталей. В молекуле метана и во всех молекулах органических веществ по месту одинарной связи атомы углерода будут находиться в состоянии sp³- гибридизации, т.е. у атома углерода гибридизации подверглись орбитали одного - и трех – электронов и образовались 4 одинаковые гибридные орбитали.

sp³ – гибридные облака располагаются под углом 109° 28, тетраэдрическое строение.

Второе валентное состояние атома углерода (на примере этилена).

В молекуле этилена каждый атом углерода соединён с тремя другими атомами, поэтому в гибридизацию вступают 3 орбитали: одна s и две p , т.е. происходит sp² – гибридизация.

Эти орбитали располагаются под углом 120° по отношению друг к другу, плоское строение.

Две негибридные орбитали перекрываются перпендикулярно плоскости и образуют - связь.

Третье валентное состояние атома углерода (на примере ацетилена C₂H₂).

В молекуле ацетилена атом углерода соединен с двумя другими атомами, поэтому в гибридизацию вступают 2 орбитали: одна s и одна p , т.е. происходит sp - гибридизация.

Эти орбитали располагаются под углом 180 ° по отношению друг к другу, линейное строение.

Не вступившие в гибридизацию две p - орбитали при боковом перекрывании образуют две  - связи, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях.