Номер § 14, вопрос 1 — Химия 10 класс

Основываясь на современных представлениях об электронных орбиталях и их перекрывании, поясните, как образуются химические связи в молекуле ацетилена, и сравните их с химическими связями в молекуле этилена. Какие качественные реакции доказывают, что ацетилен — непредельное соединение?

1. В ацетилене H–C≡C–H атомы углерода в sp-гибридизации: одна s- и одна p-орбиталь дают две гибридные орбитали на одной прямой (угол 180°); они образуют σ-связь C–C (sp–sp) и две σ-связи C–H (sp–s) — молекула линейна; две негибридные p-орбитали каждого атома углерода, взаимно перпендикулярные, перекрываются боком с p-орбиталями соседнего атома, образуя две π-связи во взаимно перпендикулярных плоскостях; тройная связь = σ + 2π, длина 0,120 нм, энергия 813 кДж/моль. В этилене sp²-гибридизация, плоская молекула (120°), одна π-связь, C=C 0,134 нм, 614 кДж/моль; в ацетилене связь короче и прочнее, но π-связи так же легко вступают в присоединение, а атом водорода при sp-углероде подвижнее (слабые кислотные свойства).
2. Непредельность ацетилена доказывают качественные реакции на кратную связь: обесцвечивание бромной воды — HC≡CH + 2Br₂ → CHBr₂–CHBr₂ (1,1,2,2-тетрабромэтан); обесцвечивание раствора KMnO₄ (окисление до щавелевой кислоты HOOC–COOH или CO₂); присоединение водорода; кроме того, с аммиачным раствором Ag₂O даёт осадок ацетиленида серебра (реакция на концевую тройную связь).