Молекулярная структура циклопропана

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 23:24 | 02.02.2010 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Молекулярная структура циклопропана. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Молекулярную структуру циклопропана можно представить в виде правильного треугольника с валентными углами между тремя атомами углерода по 60$^\circ$ и углами водород-углерод-водород по 114$^\circ$:

Рисунок 5.

Таким образом валентные углы в цикле циклопропана на 49,5$^\circ$ меньше тетраэдрических углов между углеродными атомами алканов, что приводит к напряжению, называемому угловым напряжением Байера.

Согласно квантово-механическим расчеты в молекулах циклопропана реальные углы между связанными углеродными амтомами ( их $sp^3$ гибридными орбиталями) составляют не 60$^\circ$, а 104$^\circ$:

Рисунок 6.

Такое отклонение объясняется двумя различными теориями:

1. В результате максимальное перекрытие орбиталей происходит не вдоль мижьядерных осей связей $C-C$, а несколько вне их (вне сторон треугольника) с образованием слабых "бананоподибных" связей, которые фактически являются промежуточными между $\sigma$- и $\pi$-связями (рис. 7, а, А. Коулсон и И И. Моффит, 1947 г.).

2. Также существует мнение об $sp^2$- гибридном состоянии атомов углерода в циклопропане и значительном вкладе $p$-атомных орбиталей в образование бананоподибных связей (рис. 7, б, А. Уолп, 1949),

Рисунок 7. Схема образования связей в циклопропана: а - структура А, Коулсона и Е. Моффита, б - структура А. Уолша. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Наличие такой связи и внутреннего "байеровського" напряженияе приводит к откланению внутренней энергии циклопропана по сравнению с другими циклоалканами и вызывает его высокую реакционную способность, подобную алкенам. Это означает условно, что циклизация пропана в циклопропан более эндотермических реакцией, которая нуждается в дополнительной энергии - энергии "напряжение" в сравнении с циклизацией гексана в циклогексан. Поэтому в реакциях, которые проходят с расщеплением пропановой цикла, высвобождается тот избыток энергии ''напряжение", что и является проявлением его высокой реакционной способности.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Молекулярная структура циклопропана, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.