28-07-2023
Тройная связь — ковалентная связь двух атомов в молекуле посредством трёх общих связывающих электронных пар.
Первая картина наглядного строения тройной связи была дана в теории валентных связей. Тройная связь в рамках теории валентных связей образуется путём перекрытия двух p-атомных орбиталей атомов в двух перпендикулярных плоскостях и одной s-атомной орбитали атома в состоянии sp-гибридизации по оси, соединяющей атомы (рис.1).
Позднее (1958 г.) Л.Полинг предложил другой путь описания тройной связи, включающей комбинацию трёх равноценных изогнутых простых ковалентных связей[1]. Изгиб ковалентной связи имеет место за счёт электростатического отталкивания электронных пар (кулоновской электронной корреляции).
Дальнейшее развитие этих представлений нашло отражение в работах Гиллеспи-Найхолма. Идея учёта отталкивания электронных пар получила заслуженное признание и распространение под названием теории отталкивания электронных пар.
В основу теории положена модель жёстких сфер. Согласно этой модели, длина простой ковалентной связи d равна сумме радиусов двух атомных остовов и диаметра совместно используемой электронной пары (2re):
d = rAостов + rBостов + 2re
Для гомоядерной двухатомной молекулы ковалентный радиус атома rков = 1/2d, поэтому справедливо следующее соотношение:
rков = rостов + re
или re = rков — rостов.
Из этого соотношения можно рассчитать радиусы электронных пар для большинства элементов, используя значения ковалентных радиусов и ионных радиусов по Полингу, которые соответствуют размерам атомных остовов.[2]
Для атома углерода ковалентный радиус равен 0,77 Å, радиус атомного остова — 0,15 Å, радиус связывающей электронной пары — 0,62 Å, длина химической связи углерод-углерод — 1,54 Å.[2]
При наличии трёх связывающих электронных пар происходит их взаимное отталкивание и смещении от линии, соединяющей атомы (рис.2). Смещение связывающих электронных пар относительно оси связи приводит к формальному изгибу и, соответственно, уменьшению межъядерного расстояния.
| Кратность связи | Число связывающих электронных пар | Длина химической связи, Å | Энергия разрыва химической связи, кДж/моль |
|---|---|---|---|
| Одинарная (C-C) | одна | 1,54 | 348 |
| двойная (C=C) | две | 1,34 | 614 |
| тройная (C≡C) | три | 1,20 | 839 |
Изгиб ковалентных связей, участвующих в образовании кратных связей, приводит к увеличению напряжённости связей, выражающейся в повышении химической активности и реакционной способности. Соединения с кратными химическими связями легко вступают в реакции присоединения и получили название непредельных соединений.
Тройная связь.
