3.1
Соединения, содержащие атомы углерода и водорода, называются углеводородами. Простейший углеводород, метан, имеет четырехвалентный атом углерода, связанный с четырьмя атомами водорода.
Если один из атомов водорода метана заменить атомом углерода, связанным с тремя атомами водорода, то образуется следующий углеводород — этан.
Метан и этан относятся к семейству углеводородов, называемых алканами. Поскольку алканы содержат только одиночные ковалентные связи, они являются предельными углеводородами.
В любом алкане, например этане, атомы углерода являются sp3 гибридизованными, что делает их тетраэдрическими атомами углерода. Эти одиночно занятые гибридные орбитали перекрываются с гибридными орбиталями sp3 соседнего атома углерода, образуя углерод-углеродную сигма-связь.
Другие гибридные орбитали углерода образуют сигма-связи с1-секундными орбиталями каждого из атомов водорода. Связанные атомы находятся под углом 109,5° друг к другу.
Изучите структуру трех простых алканов — метана, этана и пропана. Метан, CH4, имеет один атом углерода и четыре атома водорода; этан, C2H6, имеет два атома углерода и шесть атомов водорода; а пропан, C3H8, имеет три атома углерода и восемь атомов водорода.
Заметьте, что каждая последующая формула содержит один атом углерода и два атома водорода, а именно на группуCH2 больше, чем в предыдущей формуле.
В общем случае, на каждые n атомов углерода будет приходиться 2n+2 атома водорода. Таким образом, алканы имеют характерную молекулярную формулу: CnH2n+2.
Конденсированная структурная формула упрощает структуру алканов Льюиса, опуская связи с водородом или даже углерод-углеродные связи.
Углеводороды также могут быть представлены с помощью линейно-угловых или скелетных структур. Линии обозначают углерод-углеродные связи, где каждая вершина и конечная точка подразумевают атом углерода. Предполагается, что водороды, хотя и не показаны явно, связаны с углеродами, удовлетворяя их валентности.
Образование углерод-углеродных связей, приводящих к созданию углеродной цепи, лежит в основе органической химии. Август Ке́куле и Арчибальд Скотт Купе…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.