номер 1, страница 86 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

1.Нарисуйте схему перекрывания атомных орбиталей при образовании $\pi$-связей в молекуле этилена.

1.Решение:

В молекуле этилена ($\text{C}_2\text{H}_4$) каждый атом углерода находится в состоянии $sp^2$-гибридизации. Три гибридные орбитали каждого атома $\text{C}$ лежат в одной плоскости под углом около $120^\circ$ и образуют прочные $\sigma$-связи (две связи $\text{C}-\text{H}$ за счет перекрывания с $1s$-орбиталями водорода и одну связь $\text{C}-\text{C}$). У каждого атома углерода остается по одной негибридизованной гантелеобразной $2p$-орбитали, ориентированной строго перпендикулярно плоскости $\sigma$-скелета молекулы.

Схема бокового перекрывания негибридизованных $p$-орбиталей:

[перекрывание вверху]
(---π---)
/ \
( + ) ( + )
| | | |
H | | | | H
\ | | | | /
C =======( C )---( C )======= C
/ | | | | \
H | | | | H
( − ) ( − )
\ /
(---π---)
[перекрывание внизу]

Пояснения к схеме:

• $\pi$-связь образуется за счет бокового (латерального) перекрывания двух параллельных негибридизованных $2p$-орбиталей соседних атомов углерода.
• Перекрывание происходит вне линии, соединяющей ядра атомов (линии $\sigma$-связи): в двух областях — над и под плоскостью расположения всех атомов молекулы.
• В результате образуется единое электронное облако $\pi$-связи, состоящее из двух частей (верхней и нижней), но представляющее собой одну ковалентную связь.

Вывод: Двойная связь $\text{C}=\text{C}$ в этилене состоит из одной прочной $\sigma$-связи (осевое перекрывание $sp^2-sp^2$) и одной менее прочной $\pi$-связи (боковое перекрывание негибридизованных $p-p$ орбиталей).