ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Простые и комплексные соединения из "Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева" Элементарной частицей вещества является молекула. Молекула простого вещества может состоять из одного атома (Не, Хе, Кп) или нескольких атомов одного элемента (Нг, О2, Р4, Ь, 8, 5в и др.). Молекула сложного вещества состоит из двух и более атомов различных элементов (СО2, СН4, ВаО, 5102, ЫаС1, К1 5Рб и др.). Разные вещества могут различаться не только качественным составом молекул, но и количественным ее составом. Так, известны вещества, молекулы которых состоят из различного числа одинаковых атомов, например О2 (кислород) и Оз (озон). Это разные вещества с разными свойствами. [c.123] Атомы в их молекулах по-разному расположены относительно друг друга, т. е. молекулы имеют неодинаковое строение, и вещества обладают совершенно разными свойствами. Существуют вещества, молекулы которых включат одинаковое число атомов одних и тех же элементов, причем порядок соединения атомов друг с другом одинаков, но в пространстве отдельные группы атомов расположены по-разному. Такие вещества также обладают разными свойствами. Наконец, одно и то же вещество может иметь несколько кристаллических модификаций (например, алмаз, графит и карбин), различающихся некоторыми свойствами. [c.124] Пространственное строение молекул изучает наука, называемая стереохимией, кристаллическое строение вещества — кристаллохимия. Для исследования строения молекул и кристаллов широко используются методы рентгенографии и электронографии. [c.124] Пространственное строение молекул зависит от природы химической связи, возникающей между атомами, а следовательно, структуры их электронной оболочки. Так как в химической связи могут участвовать электроны 5-, р-, й- и /-типа от каждого из взаимодействующих атомов, то в зависимости от типа и числа электронов, а также от возможности образования гибридных связей зависит строение молекул. [c.124] Молекулы состава АА и АВ, состоящие из двух атомов одинаковых или различных элементов, независимо от типа взаимодействующих электронов 5 —5 , p —р s —/7 и др. имеют всегда линейную форму, т. е. центры атомов лежат на прямой линии. Например, Н—Н, С1—С1, Н—С1, Ыа—Р, К—Вг и др. Такие молекулы характерны для элементов 1А- и УПА-групп. [c.124] Если в молекуле состава АВг атом А элемента ПА-группы имеет в возбужденном состоянии два электрона разного типа 1Рь то в результате гибридизации образуются две равноценные связи (гибридизованное состояние электронов — д ), которыми атом А соединяется с двумя атомами В. Молекула состава АВг будет иметь линейную форму В—А—В с углом между связями 180°. В качестве примера можно назвать молекулы следующих веществ ВеРг, МдСЬ, СаНг. [c.124] Если в молекуле АВ4 атом А является атомом элемента IVA-группы с электронной конфигурацией в возбужденном состоянии то в результате гибридизации электронов образуются четыре равноценных гибридных подуровня q . Такая молекула имеет тетраэдрическую форму, в центре тетраэдра находится атом А, а под углом 109° 28 располагаются четыре связи, направленные к вершинам тетраэдра, с находящимися в них атомами В. В качестве примера можно указать соединения СН4, Ср4, I4, SIH4, SI I4, Ge U. [c.125] Молекулы состава АзВ, в которых В-атом элемента VA-группы, участвует в образовании химической связи -электронами одного типа, имеют форму пирамиды, в вершине которой находится атом В, а три атома А расположены в углах треугольного основания. Углы между связями колеблются от 91° 20 до 109°. К таким соединениям относятся NH3, РНз, P I3, Bi la, АзНз, Р1з и др. [c.125] При усложненном процессе гибридизации, когда в химической связи участвуют не только 5- и р-электроны, но й- и /-электроны, образуются молекулы более сложной формы. [c.125] Электронная конфигурация атома серы в возбужденном состоя-НИИ будет 5 рМ . При образовании химической связи произойдет гибридизация, в результате которой электроны связи перейдут в состояние, соответствующее гибридным подуровням В этом. [c.126] На том же рисунке показана другая форма (тригональная бипирамида) молекулы РСЬ, отвечающая иному типу гибридизации 8р й. Конечно, указанными формами не исчерпывается большое разнообразие возможных форм молекул различных соединений. [c.126] Структурный тип молекулы СО2 при изменении агрегатного состояния практически не изменяется число связей отвечает валентности элементов. Аналогичными свойствами будут обладать и другие вещества с типично ковалентными связями неполярного характера с неизменяющимся структурным типом молекулы в различных агрегатных состояниях (например, СН4, AsHa, SiFi, NF3 и др.). [c.128] В целом образуется трехмерный каркас с повторяющимися звеньями. Процесс перехода п Si02 в (Si02)n называется полимеризацией. Следовательно, двуокись кремния является неорганическим полимером. Для полимерных соединений такого типа характерны высокая температура плавления, относительно большая плотность и твердость. Двуокись кремния плавится лишь при 1723° С. [c.128] В отличие от двуокиси углерода при образовании двуокиси кремния, помимо ковалентных связей, между непарными электронами кремния и кислорода возникают дополнительные химические связи за счет свободных З -орбиталей атомов кремния и неподеленных пар электронов атомов кислорода. [c.128] С усложнением строения атома, начиная с третьего периода, появляются новые иодуровки, увеличивается число свободных орбиталей и возрастает число связей между атомами, возрастает и возможность образования сложных молекул. К числу сложных по составу молекул относятся соединения, названные комплексными. [c.128] Образовавшийся комплексный положительный ион может сочетаться с любым отрицательным ионом (X ), в результате чего получится нейтральная молекула [Ы(ННз)4]Х. В этом соединении комплексообразователем является Ы+, а лигандами — молекулы ЫНз. [c.129] Комплексообразователь вместе с лигандами образуют так называемую внутреннюю сферу комплекса, ее принято заключать при написании формулы в квадратные скобки, а заряд частицы указывать за скобкой, относя его ко всей частице. Ионы, нейтрализующие заряд комплексной частицы, образуют внешнюю сферу. Естественно, если комплексная частица нейтральна, внешней сферы нет. В этом случае вся формула, описывающая состав комплексной частицы, заключается в квадратные скобки. [c.130] Внутренняя сфера состоит из центрального атома, или иона-комплексообразователя, и координирующихся вокруг него полярных молекул или отрицательных ионов, называемых лигандами. [c.130] Выше было отмечено, что атомы или ионы элементов второго периода могут иметь предельное координационное число, равное 4, так как в химическую связь могут вовлекаться максимально 4 орбитали. У атомов или ионов элементов третьего периода в осуществлении координативной связи помимо одной 5- и трех / -орбиталей могут вовлекаться еще две -орбитали, а потому предельное максимальное координационное число может быть 6. Это подтверждается составом комплексных ионов элементов третьего периода [Мд(Н20)бР [А1(0Н)бР, и т. п. [c.131] Вернуться к основной статье