ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Квантово-механические представления о строении электронной оболочки атома углерода из "Теоретические проблемы органической химии" Из приведенных данных видно, что в атоме могут быть лишь два электрона с п=, восемь с п—2, восемнадцать с п=3 и вообще 2 электронов с данным главным квантовым числом п. [c.43] Согласно квантовой теории, число неспаренных электронов атома данного элемента является его валентностью, т. е.водород, литий и фтор одновалентны, азот трехвалентен, кислород двухвалентен это хорошо согласуется с опытными данными. Все электроны атомов гелия и неона спарены, что согласуется с инертностью этих атомов. В случае бериллия, бора, углерода полученные таким путем числа валентности противоречат опытным данным (истинные валентности указаны в скобках). [c.44] ГИИ должна быть с избытком компенсирована при образовании двух новых связей четырехвалентного углерода (186 ккал/моль). [c.45] Следует отметить, что вышеприведенное рассуждение о возбуждении углерода и превращении его из двухвалентного в четырехвалентный имеет существенное значение только для квантовой механики, так как оно позволяет устранить противоречие с опытными данными. В действительности же возбуждение углерода от двухвалентного до четырехвалентного—процесс воображаемый. Химик всегда имеет дело с углеродом в первом, втором или третьем валентном состояниях, которые условно считаются состояниями четырехвалентпого углерода (стр. 46—47), даже если это элементарный углерод в виде графита или алмаза. [c.45] При рассмотрении атома углерода с позиций квантовой механики возникает и другое затруднение электронные облака з- и р-электронов имеют различную пространственную конфигурацию—электронное облако з-элек-трона имеет форму шара, а облако р-электрона—форму объемной восьмерки рис. 4, А, Б). [c.45] Легко видеть, что четыре связи возбужденного атома углерода (15 2з 2р ) с другими атомами должны образоваться за счет трех р-электронов и одного 5-электрона, а следовательно, одна из валентных связей по своей пространственной конфигурации должна отличаться от трех остальных, что противоречит всему опыту органической химии. Для того чтобы устранить это несоответствие, было высказано предположение о том, что орбиты трех р-электронов и одного 5-электрона углерода гибридизуются , причем образуются четыре одинаковые гибридные электронные орбиты, направленные из центра правильного тетраэдра к его вершинам. [c.45] Такая гибридизация обозначается как р -гибридизация. Направления валентностей, имеющие место при такой гибридизации,—направления осей тетраэдра с углом 109°28. [c.45] Для сравнения на рис. 4 приводятся формы облаков 5- и р-электронов, а также гибридизованного облака. [c.45] Вернуться к основной статье