1.16: خلاصه
- Page ID
- 215668
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)هدف از این فصل این است که شما را به سرعت برساند - برای بررسی برخی از ایده ها در مورد اتم ها، پیوندها و هندسه مولکولی. همانطور که دیدیم، شیمی آلی مطالعه ترکیبات کربن است. اگر چه تقسیم به شیمی آلی و معدنی از لحاظ تاریخی رخ داده است، هیچ دلیل علمی برای تقسیم وجود ندارد.
یک اتم شامل یک هسته با بار مثبت است که توسط یک یا چند الکترون با بار منفی احاطه شده است. ساختار الکترونی یک اتم را می توان با یک معادله موج مکانیکی کوانتومی توصیف کرد، که در آن الکترون ها اوربیتال ها را در اطراف هسته اشغال می کنند. اوربیتالهای مختلف سطوح انرژی متفاوت و شکلهای متفاوتی دارند. به عنوان مثال اوربیتالهای s کروی و اوربیتالهای p دمبلی شکل هستند. پیکربندی الکترونی حالت زمین یک اتم را می توان با اختصاص الکترون ها به اوربیتال های مناسب، که با کمترین انرژی شروع می شود، پیدا کرد.
پیوند کووالانسی زمانی تشکیل می شود که یک جفت الکترون بین اتم ها به اشتراک گذاشته شود. با توجه به نظریه پیوند ظرفیت (VB)، اشتراک الکترون توسط همپوشانی دو اوربیتال اتمی رخ می دهد. با توجه به نظریه اوربیتال مولکولی (MO)، پیوندها از ترکیب ریاضی اوربیتالهای اتمی برای دادن اوربیتالهای مولکولی، که متعلق به کل مولکول است، حاصل میشود. پیوندهایی که سطح مقطع دایره ای دارند و از طریق تعامل سر و صدا تشکیل می شوند، پیوندهای سیگما (σ) نامیده می شوند. پیوندهایی که از تعامل جانبی اوربیتال های p تشکیل می شوند، پیوندهای pi (π) نامیده می شوند.
در توصیف پیوند ظرفیت، کربن از اوربیتال های ترکیبی برای تشکیل پیوند در مولکول های آلی استفاده می کند. کربن هنگام تشکیل تنها پیوندهای منفرد با هندسه چهاروجهی، از چهار اوربیتال ترکیبی معادل sp 3 استفاده میکند. کربن هنگام تشکیل پیوند دوگانه با هندسه صفحهای، از سه اوربیتال هیبریدی معادل sp 2 و یک اوربیتال p هیبرید نشده استفاده میکند. کربن هنگام تشکیل پیوند سهگانه با هندسه خطی، از دو اوربیتال هیبرید sp معادل و دو اوربیتال p هیبرید نشده استفاده میکند. اتم های دیگر مانند نیتروژن، فسفر، اکسیژن و گوگرد نیز از اوربیتال های ترکیبی برای تشکیل پیوندهای قوی و جهت دار استفاده می کنند.
مولکول های آلی معمولاً با استفاده از ساختارهای متراکم یا ساختارهای اسکلتی کشیده می شوند. در ساختارهای چگال، پیوندهای کربن-کربن و کربن-هیدروژن نشان داده نمی شوند. در ساختارهای اسکلتی، فقط پیوندها و نه اتم ها نشان داده می شوند. فرض بر این است که یک اتم کربن در انتها و در اتصالات خطوط (اوراق قرضه) قرار دارد و تعداد صحیح هیدروژن ها به صورت ذهنی عرضه می شود.
چرا شما باید مشکلات را کار کنید
هیچ راه مطمئن تری برای یادگیری شیمی آلی نسبت به مشکلات کاری وجود ندارد. اگرچه خواندن دقیق و بازخوانی این متن مهم است، اما خواندن به تنهایی کافی نیست. شما همچنین باید بتوانید از اطلاعاتی که خوانده اید استفاده کنید و بتوانید دانش خود را در موقعیت های جدید به کار ببرید. مشکلات کاری به شما این امکان را می دهد که این کار را انجام دهید.
هر فصل در این کتاب مشکلات بسیاری از انواع مختلف را ارائه می دهد. مشکلات درون فصل برای تقویت فوری ایده هایی که تازه آموخته شده اند قرار می گیرند، در حالی که مشکلات پایان فصل تمرین بیشتری را ارائه می دهند و به اشکال مختلفی ظاهر می شوند. آنها اغلب با یک بخش کوتاه به نام «تجسم شیمی» شروع می شوند که به شما کمک می کند دنیای میکروسکوپی مولکول ها را ببینید و تمرین برای کار در سه بعد را فراهم می کند. پس از تجسم بسیاری از مشکلات بیشتر، که توسط موضوع سازمان یافته است. مشکلات اولیه در درجه اول از نوع مته هستند و فرصتی را برای شما فراهم می کنند تا دستورات خود را از اصول تمرین کنید. مشکلات بعدی بیشتر تحریک کننده فکر هستند و برخی از آنها چالش های واقعی هستند.
همانطور که شیمی آلی را مطالعه می کنید، برای حل مشکلات وقت بگذارید. کارهایی را که می توانید انجام دهید و در مواردی که نمی توانید کمک بخواهید. اگر با یک مشکل خاص روبرو هستید، راهنمای مطالعه و راهنمای راه حل های دانشجویی را برای توضیح توضیح دهید که باید به روشن شدن مشکل کمک کند. مشکلات کاری تلاش می کنند، اما بازده دانش و درک بسیار زیاد است.