Алкадиены

КЛАССИФИКАЦИЯ ДИЕНОВ
По расположению двойных связей:
К Л А С С И Ф И К А Ц И Я Д И Е Н О В
По расположению двойных связей:

СТРОЕНИЕ СОПРЯЖЕННЫХ ДИЕНОВ
Рассмотрим особенности строения сопряженных алкадиенов на примере бутадиена-1,3
СН2 = СН - СН = СН2
По структурной формуле видно, что в молекуле бутадиена-1,3 две двойные связи расположены через одну сигма связь.
Значит, следует ожидать, что длины связей между атомами углерода должны быть: 0,134 нм , 0,154 нм, 0,134 нм.
Но исследования показали, что длины связей между атомами углерода в бутадиене-1,3 одинаковые и равны 0,145 нм.
Почему так получилось?

Для ответа на этот вопрос рассмотрим углеродный скелет соединения:
С = С ⸺ С = С
Теперь нарисуем электронные р-орбитали, которые образуют π-связи в соединении:
Гантелеобразные орбитали р-электронов между атомами углеродов С1 и С2, С3 и С4 перекрываются, образуя π-связи.

Оказывается, р-электронные орбитали образуют еще дополнительное перекрывание между атомами углерода С2 и С3. Почему?
Это происходит потому, что диаметры р-электронных орбиталей (гантелеобразных орбиталей) больше, чем расстояние одинарной сигма-связи.
Поэтому они сначала соприкасаются своими границами, потом начинаются тянутся друг к другу, так как энергии между ними одинаковые. И образуют дополнительное перeкрывание электронных орбиталей.
дополнительное перекрывание

В результате притягивания соседних орбиталей С2 и С3:
- площади перекрывания р-орбиталей между углеродами С1 и С2, С3 и С4 уменьшаются;
это приводит к растяжению двойной связи, т.е. длина двойной связи слегка увеличивается от 0,134 нм до 0,145 нм;
- под влиянием силы притяжения верхних и нижних долей гантелеобразных орбиталей одинарная сигма-связь слегка становится изогнутой и образует «банановую связь»;
- легкий изгиб прямой сигма-связи слегка укорачивает исходную длину одинарной связи от 0,154 нм до 0,145 нм.

Молекула бутадиена-1,3
Равномерное распределение энергии π-связей между 4 атомами углерода
Перекрывание р-электронных орбиталей
всех 4 атомов углерода

И З О М Е Р И Я А Л К А Д И Е Н О В
1. Структурная изомерия
Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.
2. Пространственная изомерия
Пространственные изомеры имеют одинаковый состав, но отличаются друг от друга формой расположения молекул в пространстве.

Пространственная изомерия алкадиенов

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОПРЯЖЕННЫХ ДИЕНОВ
Сопряженные диены более устойчивы за счет равномерного распределения избыточной энергии двух π-связей.
2. Образование π-π-сопряжения в устойчивых диенах приводит к взаимосвязан-
ной работе двух кратных связей, т.е. две кратные связи вступают в химические
взаимодействия одновременно.
3. В результате взаимосвязанной работы двух кратных связей происходит
одновременный разрыв двух π-связей.
4. Но присоединяют только крайние атомы углерода при двойной связи. Такое
присоединение называют 1,4-присоединение.

Рассмотрим этапы 1,4-присоединения на примере гидрохлорирования пентадиена-1,3