ΔΟΜΗ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ
5. To διακετυλένιο ή 1,3-βουταδιίνιο είναι αέριος, εύφλεκτος υδρογονάνθρακας που ανιχνεύθηκε στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα, το μεγαλύτερο από τους δορυφόρους του πλανήτη Κρόνου. Το μόριό του έχει τύπο:
α) Πόσους σ και πόσους π δεσμούς διαθέτει το μόριο αυτό; β) Τι είδους υβριδισμό παρουσιάζουν τα τέσσερα άτομα άνθρακα; Τι είδους επικάλυψη εξηγεί τον απλό δεσμό C(2)−C(3) και τι είδους επικάλυψη τους δύο δεσμούς C−H; γ) Να προβλέψετε τη γεωμετρία του μορίου. ΑΠΑΝΤΗΣΗ
α) Κάθε τριπλός δεσμός αποτελείται από ένα σ και δύο π δεσμούς. Επομένως, το μόριο εμφανίζει συνολικά 5 σ και 4 π δεσμούς. β) Όλα τα άτομα C συμμετέχουν σε τριπλό δεσμό και επομένως εμφανίζουν όλα sp υβριδισμό. Επομένως, ο σ δεσμός μεταξύ των ατόμων C(2) και C(3) εξηγείται με επικάλυψη sp - sp. γ) Ο υβριδισμός sp παρουσιάζει γραμμική γεωμετρία και αφού όλα τα άτομα C έχουν sp υβριδισμό το μόριο θα είναι γραμμικό (όλα τα άτομα C και τα δύο άτομα Η θα είναι σε μία ευθεία). Το BeF2 παρουσιάζει έλλειμμα οκτάδας στο κεντρικό άτομο. Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι οι δύο δεσμοί στο BeF2 είναι ισότιμοι μεταξύ τους.
6. Να εξηγήσετε με βάση τη θεωρία του υβριδισμού γιατί το μόριο του ΒeF2 (φθοριούχο βηρύλλιο) είναι γραμμικό και διαθέτει δύο ισότιμους απλούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Τι είδους επικαλύψεις συμβαίνουν; Για το Be, Z = 4, ενώ για το F, Z = 9. ΑΠΑΝΤΗΣΗ
Οι ηλεκτρονιακές δομές των δύο στοιχείων είναι οι εξής: Βe: 1s2 2s2, F: 1s2 2s2 2p5. Με βάση τις δομές αυτές προκύπτει ότι το Be δεν διαθέτει μονήρες ηλεκτρόνιο και επομένως δεν μπορεί να σχηματίσει ομοιοπολικό δεσμό. Προωθούμε, λοιπόν, ένα ηλεκτρόνιό του σε τροχιακό 2p και προκύπτει η δομή 1s2 2s1 2p1. Βe: 2s2
2p0
sp
Tα δύο ηλεκτρόνια σθένους της προωθημένης κατάστασης συνδυάζονται, οπότε σχηματίζονται δύο υβριδικά ατομικά τροχιακά τύπου sp, με ευθύγραμμη γεωμετρία (όπως στην περίπτωση του τριπλού δεσμού C‒C). Τα δύο αυτά sp υβριδικά τροχιακά του Be επικαλύπτουν τα δύο p τροχιακά των ατόμων του F και σχηματίζουν δύο σ δεσμούς:
25