ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные структуры некоторых молекул по методу МО и их свойства из "Общая химия Изд2" В соответствии с энергетической диаграммой (см. рис. 2.15) при образовании связи два ls-электрона окажутся на als-молекулярной орбитали, а а 1 -орбиталь будет незаполненной (рис. 2.17). Соответствующий порядок связи равен (2—0)/2=1. Молекулярный водород диамагнитен. [c.62] Порядок связи равен (2—1)/2=0,5. Его энергия и длина связи должны быть близки к энергии и длине связи иона Н2. [c.62] Как видно из табл. 2.6, молекула Нв2 не образуется, а молекулярный ион HeJ может существовать, что и подтверждено экспериментально. Ионы Н7 и Нег изоэлектронны. [c.62] В соответствии с методом МО молекула В2 может образоваться (табл. 2.7), что и доказано экспериментально. [c.63] Из табл. 2.7 также следует, что возможно существование молекулы С2 и невозможно образование молекулы Не . Так как согласно методу МО электронные конфигурации дикислорода О2 имеют два неспаренных электрона, то кислород должен быть парамагнитен, что подтверждено экспериментально. Предсказание парамагнитных свойств кислорода явилось важным успехом теории МО. Парамагнитными свойствами должен обладать и дибор. [c.63] Как следует из табл. 2.7, возможно существование молекулярных ионов N2, О2, О , 2, причем энергия связи в О2 и р2 больше, чем энергия связи в соответствующих молекулах. Частицы, имеющие неспаренные электроны, называются радикалами, супероксид-ион О является анион-радикалом. Он играет существенную роль в некоторых окислительно-восстановительных процессах, в частности внутри живых клеток. Катион-радикалы О2, N2 являются компонентами верхней части земной атмосферы и участвуют в важных окислительно-восстановительных процессах. [c.63] Значительно сложнее электронные конфигурации у гетероядер-ных и особенно многоатомных молекул. В этом случае учитываются не только виды АО, их энергетические уровни, но и электроотрицательность элементов и возможность гибридизации АО. [c.63] Однако, он более сложен, менее нагляден, кроме того он не дает характеристику отдельных атомов в молекулах и фрагментах молекул, что в некоторых случаях имеет важное значение. Поэтому методы ВС и МО не исключают, а взаимно дополняют друг друга. Метод ВС позволяет объяснить химические связи и свойства многих соединений. Метод МО обеспечивает общий подход ко всем типам химических соединений. Он удобен для проведения расчетов с помощью ЭВМ. [c.65] ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ. [c.65] В предыдущей главе было рассмотрено взаимодействие атомов с образованием молекул, а также представлены структуры и некоторые свойства молекул. Настоящая глава посвящена взаимодействию молекул. [c.65] При сближении молекул появляется притяжение, что обусловливает возникновение конденсированного состояния вещества. К основным видам взаимодействия молекул следует отнести вандерваальсовы силы, водородные связи и донорно-акцепторное взаимодействие. [c.65] В 1873 г. голландский ученый И. Ван-дер-Ваальс предположил, что существуют силы, обусловливающие притяжение между молекулами. Эти силы позднее получили название вандерваальсовых сил. Они включают в себя три составляющие диполь-дипольное, индук-ционое и дисперсионное взаимодействия. [c.65] Индукционное взаимодействие. Диполи могут воздействовать на неполярные молекулы, превращая их в индуцированные (наведенные) диполи (рис. 3.1, б). Между постоянными и наведенными диполями возникает притяжение, энергия которого пропорциональна электрическому моменту диполя во второй степени и обратно пропорциональна расстоянию между центрами молекул в шестой степени. Энергия индукционного взаимодействия возрастает с увеличением поляризуемости молекул, т.е. способности молекулы к образованию диполя под воздействием электрического поля. Величину поляризуемости выражают в единицах объема. Поляризуемость в однотипных молекулах растет с увеличением размера молекул (табл. 3.1). Энергия индукционного взаимодействия значительно меньше энергии диполь-дипольного взаимодействия (табл. 3.1). [c.66] Минимальная энергия системы обеспечивается при расстояниях между центрами молекул. 0,4-5-0,5 нм, т.е. существенно больше длины химической связи (см. гл. 2). [c.67] Как видно из табл. 3.1, с увеличением размера молекул в ряду Аг—Хе и НС1—HI растет их поляризуемость и энергия дисперсионного притяжения. Ориентационное взаимодействие вносит значительный вклад в вандерваальсовы силы лишь в случае молекул с большим электрическим моментом диполя. С увеличением суммарной энергии межмолякулярного взаимодействия возрастет температура кипения жидкостей, а также теплота их испарения. [c.67] Суммарная энергия вандерваальсового взаимодействия молекул на 1—2 порядка ниже энергии химических связей. [c.68] между молекулами возникают относительно слабые вандерваальсовы взаимодействия, включающие дисперсионные силы, а для полярных молекул и диполь-дипольное притяжение и индукционные взаимодействия. [c.68] Несмотря на высокую ЭО у хлора, водородная связь -Н- -С1- относительно слабая из-за большого размера атома хлора. [c.69] Соответственно в жидком состоянии молекулы, вступающие в водородные связи, ассоциированы, а в твердом состоянии образуют сложные кристаллические структуры. [c.70] Вернуться к основной статье