ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Квантово-механические представления о строении электронной оболочки атома углерода из "Основные начала органической химии Том 1 Издание 6" Из приведенной таблицы видно, что в атоме могут быть лишь два электрона с л =1, восемь с п = 2, восемнадцать с /г = 3 и вообще электронов с данным главным квантовым числом п. [c.116] Можно также схематически представить распределение электронов в атомах по энергетическим уровням, размещая стрелки, изображающие электроны, в клетках, обозначающих возможные состояния этих электронов (1х, 2з, 2р и т. д.). Отличие в спинах электронов изображается различным направлением стрелок. Согласно принципу Паули, в каждой клетке могут быть два электрона только с анти-параллельными спинами. [c.116] Как видно из таблицы (см. табл. на стр. 117), соответственно числу неспаренных электронов водород, литий и фтор одновалентны, азот трехвалентен, кислород двухвалентен, что согласуется с опытом и квантовой теорией валентности. Все электроны атомов гелия и неона спарены, что также вполне согласуется с инертностью этих атомов. В случае бериллия, бора, углерода полученные таким путем числа валентности противоречат опыту (истинные валентности указаны в скобках). [c.116] Возможность такого процесса, связанного с большой затратой энергии (161,5 ккал/моль), объясняется тем обстоятельством, что такая затрата энергии должна быть с избытком компенсирована при образовании двух новых связей четырехвалентного углерода (186 ккал/моль). [c.117] 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 ей устранить противоречие с опытом. В действительности же возбуждение углерода из двухвалентного в четырехвалентный есть процесс воображаемый. Химик всегда имеет дело с углеродом в первом, втором или третьем валентном состояниях, которые условно считаются состояниями четырехвалентного углерода (см. стр. 119—120), даже если это элементарный углерод в виде графита или алмаза. [c.117] При рассмотрении атома углерода с позиций квантовой механики возникает и другое затруднение. Дело в том, что электронные облака 5- и р-электронов имеют различную пространственную конфигурацию электронное облако -электрона имеет форму шара, а облако р-электрона — форму объемной восьмерки (рис. 9, Л, ). [c.117] А—облако 5-электрона В—облако р-электрона В—гибридизованное облако. [c.118] Такая гибридизация обозначается как р -гибридизация. Направление валентностей, имеющее место при такой гибридизации, совпадает с направлением осей тетраэдра (угол 09°28 ). [c.118] Вернуться к основной статье