Ковалентной называется химическая связь, образованная за счет обобществления электронов связываемых атомов.

Существуют два типа ковалентной связи в зависимости от симметрии перекрывания АО: s- и p- связи.

s- связи имеют ось симметрии, проходящую через ядра атомов, при этом максимальное перекрывание орбиталей лежит на оси (прямой), связывающей ядра атомов. Наивысшая электронная плотность находится вдоль линии, соединяющей ядра и сферически симметрична по отношению к этой линии.

p- связи имеют ось симметрии, проходящую через ядра атомов, но максимальное перекрывание орбиталей лежит перпендикулярно линии между ядрами и осуществляется по обе стороны от нее.

s- связи более компактны, s- МО находятся ближе к ядру. Они прочные и трудно поляризуются.

p- МО выступают далеко за плоскость молекулы, легко поляризуются, легче разрываются.

Ковалентные связи характеризуются энергией, длиной, полярностью, поляризуемостью.

В полярных связях неравномерно распределена электронная плотность – возникает диполь. Полярность количественно оценивается величиной дипольного момента [m], измеряемого в дебаях.

Наличие в молекуле полярной s-связи вызывает поляризацию ближайших s - связей. Такой вид передачи влияния атомов называется индуктивным эффектом и обозначается символом [I].

Т.о., индуктивный эффект – передача электронного влияния заместителей по цепи s- связей.

Группы, притягивающие электронную плотность s- связей (электроноакцепторы) проявляют отрицательный индуктивный эффект [-I]. Например, галогены, ОН, NO₂, COOH, катионы.

Группы, смещающие электронную плотность s- связей от себя, (электронодоноры) проявляют [+I] эффект. Например, алкильные группы (метильные, этильные группы), анионы.

 

d^+II d^+I d⁺ d^- d⁺ d^-

Н₃С – СН₂ – СН₂®Cl СН₃®СН=СН₂

[-I] [+I]

 

Сопряженные системы

Если 2 p связи разделены одной простой s- связью или рядом с p- связью расположен атом с р-орбиталью (занятой 1 или 2р- электронами или вакантной), то имеет место частичное перекрывание (взаимодействие) формально не связанных р-орбиталей.

Возникает общая p- электронная система с делокализованной электронной плотностью, энергетически стабильная и реагирующая на внешнее влияние как единое целое.

Такие системы называются сопряженными системами. Они могут быть открытыми или замкнутыми и содержать не только атомы углерода, но и гетероатомы.

В зависимости от принадлежности р- орбиталей к двум p-связям или к p-связи и одному атому с р-орбиталью различают p,p- или р,p- сопряженные системы.

 

·

·

· ·

 

 

 

акриловая кислота бензол

p,p - сопряженные системы

 

_·· ·-------·- ---·· · · ··

 

^·· ---------------------

метилвиниловый эфир

 

 

 

анилин ацетат ион

р,p - сопряженные системы

 

вакантная р-орбиталь

· · · ·..

 

 

аллил-катион

Передача электронного влияния по системе сопряжения называется эффектом сопряжения и обозначается символом [M].

Заместители – доноры проявляют [+M] эффект. Например, NH₂, OH, Сl, OR и другие. Заместители – акцепторы – [-M] эффект. Например, NO₂, COOH, >C=O, SO₃H и др.

 

В зависимости от характера связи углеводороды делятся на классы: алканы, циклоалканы, алкены, алкадиены, арены и др.

Таблица 1