Organik moddalarni tuzilishni aniqlash uchun fizikaviy usullari

2.Uglerod atomning sp3-,sp2-,sp-gibridlanishi.
Organik birikmalarning izomeriyasi.
Uglerod atomi S harfi bilan ifodalangan, uning atom raqami Z 6, shuning uchun oltita protonga ega (yadroda "+" belgisi bo'lgan qizil doiralar). Bundan tashqari, unda oltita neytron ("N" harfi bo'lgan sariq doiralar) va nihoyat oltita elektron (ko'k yulduzlar) mavjud.
Uning atom zarralari massalarining yig'indisi o'rtacha 12.0107 u ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, rasmdagi atom uglerod 12 izotopiga to'g'ri keladi (¹²D) dan iborat bo'lgan C). Kabi boshqa izotoplar ¹³C va ¹⁴Kamroq bo'lgan C faqat neytronlar soniga qarab o'zgaradi.
Shunday qilib, agar bu izotoplar chizilgan bo'lsa ¹³C qo'shimcha sariq doiraga ega bo'ladi va ¹⁴C, yana ikkitasi. Bu mantiqan, ularning og'irroq uglerod atomlari ekanligini anglatadi.

Uglerod atomining tuzilishi qanday? Bu savolga javob berish uchun avval uning elektron konfiguratsiyasiga o'ting: 1s²2s²2 P² yoki [U] 2s²2 P².
Shuning uchun uchta orbital mavjud: 1lar², 2s² va 2p², har birida ikkita elektron mavjud. Buni yuqoridagi rasmda ham ko'rish mumkin: har biri ikkita elektron (ko'k yulduzlar) bo'lgan uchta halqa (halqalarni orbitalar deb adashtirmang: ular orbitallar).

Gibridlashda sp², rasmda ko'rinib turganidek, uchta sp orbital mavjud² degeneratsiya va 2p orbital o'zgarishsiz yoki "toza" bo'lib qoladi. Uchta sp orbital bilan² 120º oralig'ida uglerod trigonal tekislik elektron geometriyasini chizadigan uchta kovalent bog'lanishni hosil qiladi; qolgan uchga perpendikulyar bo'lgan 2p orbital bilan u π bog'lanish hosil qiladi: –C = C–.
Sp gibridizatsiyasida 180º sp ikkita orbital mavjud bo'lib, ular chiziqli elektron geometriyasini chizadigan tarzda bo'ladi. Bu safar ular bir-biriga perpendikulyar bo'lgan ikkita sof 2p orbitalga ega bo'lib, ular uglerod uch baravar yoki ikkita qo'shaloq bog'lanish hosil bo'lishiga imkon beradi: –C≡C– yoki ·· C = C = C ·· (markaziy uglerod sp hibridizatsiyaga ega) ).
E'tibor bering, har doim (odatda) uglerod atrofidagi bog'lanishlar qo'shilsa, ularning soni to'rtga teng bo'ladi. Ushbu ma'lumot Lyuis tuzilmalari yoki molekulyar tuzilmalarni chizishda juda muhimdir. Beshta bog'lanishni (= C =C) tashkil etadigan uglerod atomiga nazariy va eksperimental ravishda yo'l qo'yilmaydi.

Uglerod atomi sp gibridlanishiga ega bo'lganda³, o'zining to'rtta gibrid orbitalini tetraedr tepalariga yo'naltiradi, bu uning elektron geometriyasi.
Shunday qilib, uglerod spini aniqlash mumkin³ chunki u metan molekulasida bo'lgani kabi faqat to'rtta yagona bog'lanishni hosil qiladi (CH₄). Va bu atrofida tetraedral muhitni kuzatish mumkin.
Sp orbitallarning ustma-ust tushishi³ u shunchalik samarali va barqaror bo'ladiki, bitta C-C bog'lanish 345,6 kJ / mol entalpiyaga ega.