9. Описать электронное строение молекулы этилена

Решение:

Молекула этилена имеет формулу C₂H₄. Структурная формула: CH₂=CH₂.

Электронное строение атомов:

• Углерод (C): Z=6. Электронная конфигурация: 1s²2s²2p². Внешний слой: 2s²2p² (4 валентных электрона).
• Водород (H): Z=1. Электронная конфигурация: 1s¹ (1 валентный электрон).

Гибридизация атомов углерода:

В молекуле этилена каждый атом углерода образует 3 сигма-связи (две C-H и одна C-C) и 1 пи-связь (C=C). Для образования 3 сигма-связей происходит sp²-гибридизация атомных орбиталей углерода. Одна 2p-орбиталь остается негибридизованной и участвует в образовании пи-связи.

Образование связей:

1. Сигма-связи (σ): Образуются перекрыванием гибридных sp²-орбиталей атомов углерода и 1s-орбиталей атомов водорода.
• Две σ-связи C-H на каждом атоме углерода.
• Одна σ-связь C-C между атомами углерода, образованная перекрыванием sp²-орбиталей.
2. Пи-связь (π): Образуется боковым перекрыванием негибридизованных 2p-орбиталей двух атомов углерода. Эта связь располагается над и под плоскостью σ-связей.

Общий вид молекулы:

Молекула этилена плоская. Все атомы лежат в одной плоскости. Валентные углы H-C-H и H-C-C приблизительно равны 120°.

Электронная формула (обобщенная):

Каждый атом углерода имеет:

• 3 электрона, участвующих в образовании σ-связей (по одному от каждой орбитали).
• 1 электрон, участвующий в образовании π-связи (из негибридизованной 2p-орбитали).

Каждый атом водорода имеет 1 электрон, участвующий в образовании σ-связи.