Какую валентность проявляют атомы C;O;H в органических соединениях?

В органических соединениях атомы углерода (C), кислорода (O) и водорода (H) проявляют свои валентности, исходя из количества ковалентных связей, которые они могут образовывать, следуя правилу октета для углерода и кислорода, а также наличию одной валентной электроны у водорода. Рассмотрим их валентность подробнее:

Углерод (C)

Углерод в органических соединениях всегда проявляет валентность 4. Это означает, что атом углерода образует четыре ковалентные связи. Примеры:

• В метане (CH₄) углерод связан с четырьмя атомами водорода.
• В этене (C₂H₄) углерод участвует в двойной связи с другим углеродом, а остальные две связи приходятся на водород.
• В углекислом газе (CO₂) углерод формирует две двойные связи с атомами кислорода.

Такая устойчивость обусловлена конфигурацией его валентных электронов: 2s²2p², которые могут формировать четыре гибридизованных орбитали.

Кислород (O)

Кислород обычно проявляет валентность 2 в органических соединениях. Это связано с тем, что в молекуле кислорода есть шесть валентных электронов, и ему нужно еще два электрона для завершения октета. Примеры:

• В молекуле воды (H₂O) кислород образует две ковалентные связи с водородом.
• В спиртах (например, CH₃OH) кислород соединяется с атомом углерода и водородом.
• В карбонильных соединениях (кетоны, альдегиды) кислород образует двойную связь с углеродом.

Иногда кислород может участвовать в образовании кратных связей, например в карбоксильных группах (COOH) или сложных эфирах.

Водород (H)

Водород имеет только один валентный электрон, поэтому он всегда проявляет валентность 1. Примеры:

• В углеводородах (например, CH₄) каждый атом водорода образует одну связь с углеродом.
• В спиртах водород связан с кислородом в гидроксильной группе (–OH).

Исключения для водорода практически не встречаются в органической химии, поскольку его валентность всегда ограничена одной связью.

Итог

• Углерод: валентность 4.
• Кислород: валентность 2.
• Водород: валентность 1.

Эти валентности лежат в основе структурной химии органических соединений и позволяют объяснить огромное разнообразие молекул, от простейших алканов до сложных биомолекул.