Связи взаимные между атомами простая

Химическая связь, как показали в свое время на примере молекулы водорода Гейтлер и Лондон, образуется за счет увеличения (но сравнению с невзаимодействующими атомами водорода, находянщмися на том же расстоянии, что и в молекуле) электронной плотности между атомами. Это увеличение в расчетах по методу МО учитывается с помощью так называемых интегралов перекрывания. Электроны в основном состоянии молекулы занимают орбитали с наи-низшей энергией. На каждой орбитали может находиться по два электрона с нротивополоншыми спинами. Здесь к этой общеизвестной школьной модели добавляется одна тонкость. Вследствие электростатического взаимодействия электроны отталкиваются, в результате чего даже два электрона, находящиеся на одной и той же молекулярной орбитали, имеют тенденцию двигаться по возможности на большем удалении друг от друга. Решение уравнения Шредингера для атома водорода облегчается тем, что единственный электрон 1 этого атома обладает сферической симметрией. В атоме гелия атомная орбиталь вследствие взаимного отталкивания двух электронов 1 уже не обладает сферической симметрией, и с этим связаны трудности в расчетах распределения электронной плотности в атоме гелия. Энергия корреляции движения электронов может достигать примерно 20% общей электронной энергии молекулы и в расчетах учитывается с помощью интегралов электрошого отталкивания . Кроме того, в молекуле существует еще конфигурационное взаимодействие — взаимодействие между самими молекулярными орбиталями. Волновая функция, учитывающая конфигурационное взаимодействие, аналогична по своей записи уравнению для волновой функции, приведенному в 1 этой главы, однако вместо <рг волновых функций атомных орбиталей в ее выражение входят Ф, — волновые функции атомных или молекулярных конфигураций . Под конфигурацией понимается способ распределения электронов по атомным (в атоме) или молекулярным орбиталям (в молекуле). Поясним это понятие на простом примере атома лития, имеющего 1 и электрона. В зависимости от того, находится ли атом в основном или в возбужденном состоянии, электроны по-разному располагаются на двух орбиталях 1 22х и 1 2 2. Таким образом, полная волновая функция, учитывающая конфигурационное взаимодействие, для атома лития будет иметь вид [c.91]

Чтобы преодолеть эту слабость, пришлось ввести множество дополнительных табличных данных, учитывающих различные варианты взаимного расположения атомов. Так, атомы углерода, связанные двойной связью, вносят в общую рефракцию вклад значительно больший, чем такие же атомы, связь между которыми простая. Атом кислорода в составе группы ОН — это одно, в со- [c.142]

Тем не менее, многие эфиры частично растворяются (смешиваются) с водой. Это связано с небольшой полярностью молекул простых эфиров (из-за их нелинейности) и возможностью образовывать водородные связи атомов кислорода молекул эфира с атомами водорода молекул воды. Это способствует их взаимному частичному растворению. А отсутствие водородных связей между молекулами простых эфиров не требует энергетических затрат для их разрыва с тем, чтобы эфир получил возможность сольватировать другое соединение. Кроме того, эфирный атом кислорода достаточно легко отдает пару электронов (являясь слабым основанием) и взаимодействует с кислотами (трифторид бора и т.д.). [c.283]

Поворотно-изомерный механизм гибкости цепи. К гибкоцепным полимерам относятся полиолефины, большинство полимеров виниловых и винил-диеновых мономеров общей формулы -(СН2-СНХ)-, -(СНг-СХУ)-, где X, У -заместители основной цепи. Гибкость таких полимеров обусловлена свободой вращения вокруг простых связей основной цепи, механизм гибкости называется поворотно-изомерным. Рассмотрим детали этого механизма на примере н-бутана, который можно представить как фрагмент цепи полиэтилена (рис. 2.14). При вращении связи С1-С2 или С3-С4 описывается конус с образующей, направленной под углом 5 к оси вращения. Угол 5 является дополнительным к валентному, т. е. 5 = п - 190°. При вращении связи С3-С4 атом С4 описывает окружность, в плоскости которой лежит угол вращения у, отсчитываемый относительно транс-положения. Расстояние между конечными атомами С и С4 при вращении изменяется и составляет, как показывает расчет, 0,2 нм для цис- и 0,38 для транс-формы. Поскольку радиусы Ван-дер-Ваальса метильной группы примерно равны 0,2 нм, можно ожидать стерического напряжения цис-формы. В этом случае вращение вокруг связи С2-С3 не будет свободным. Вследствие взаимного отталкивания заместителей в г/мс-положении возникают потенциальные барьеры вращения. [c.61]

Одновалентный атом имеет только одну орбиталь, которая может участвовать в образовании связи, но атомы с валентностью 2 и более должны образовывать связи, используя по крайней мере две орбитали. Так, атом кислорода имеет две наполовину заселенные орбитали, определяющие его валентность, равную двум. Кислород образует простые связи за счет перекрывания этих орбиталей с орбиталями двух других атомов. Согласно принципу максимального перекрывания, ядра этих двух атомов должны образовывать с ядром кислорода угол 90°, так как в образовании связи участвуют р-орбитали кислорода, расположенные взаимно перпендикулярно. Аналогичным образом следовало бы ожидать, что при образовании трех простых связей у атома азота, имеющего три взаимно перпендикулярные р-орбитали, углы между связями должны составлять 90°. Однако в действительности наблюдаемые величины валентных углов отличаются так, в молекуле воды они составляют 104°27, в молекуле аммиака — 106°46 [5], а в спиртах и простых эфирах углы еще больше (табл. 1.5). Этот вопрос будет обсуждаться в разд. 1.11 здесь же важно отметить, что ковалентные соединения действительно имеют определенные углы между связями, и хотя атомы постоянно колеблются, средние положения для каждой молекулы данного соединения остаются неизменными. [c.19]

По классическим представлениям (Вант-Гофф, 1874 г.) возможно свободное вращение вокруг простых С—С-связей, так что вероятным считалось любое взаимное расположение связанных друг с другом тетраэдров. В действительности же среди бесчисленного множества расположений существуют некоторые предпочтительные. На рис. 2.6 показаны возможные расположения для замещенных этапов символы X и У обозначают здесь большие заместители. В верхней части рисунка даны изображения в перспективной проекции ( лесопильные козлы ), в нижней — при рассмотрении вдоль оси, соединяющей ближний центральный атом с удаленным. Ближнюю и дальнюю части различают с помощью диска, как бы вдвинутого между обоими центральными атомами (проекция Ньюмена). [c.120]

Строение элементов. Только азот способен образовывать двухатомные молекулы с =5 М тройной связью. Их большая устойчивость доказывает наличие очень большого взаимного перекрывания обеих р-орбиталей, участвующих в образовании связей. В случае фосфора, мышьяка и сурьмы известны как молекулы тетраэдрической структуры (Р4, Аб4 и 5Ь4) с постепенно уменьшающейся устойчивостью, так и металлические структуры. Висмут существует только в металлическом состоянии. Во всех этих структурах каждый атом соединен тремя простыми связями (ст-связи) с тремя идентичными атомами (см. рис. 128 и 129, стр. 427). Металлические мышьяк, сурьма и висмут изоморфны и образуют бесконечные слоистые решетки, в которых каждый атом имеет трех ближайших соседей (с которыми он связан ковалентно) и трех более удаленных соседей (см. рис. 131, стр. 443). Различие между этими двумя типами соседних атомов уменьшается от Аз к В1, т. е. по мере усиления металлического характера элементов (см. стр. 451 и 454). [c.457]

Молекулярное строение вещества. Тела состоят из простых веществ — химических элементов. Наименьшей частицей каждого элемента является атом. Атомы могут соединяться один с другим, образуя молекулы. Молекула — зто мельчайшая единица вещества, обладающая свойствами данного вещества. Молекулы находятся в постоянном движении и связаны между собой силами взаимного притяжения и отталкивания. Силы притяжения между молекулами быстро, уменьшаются с увеличением расстояния между ними. В твердом теле молекулы располагаются на достаточно близком расстоянии, поэтому силы притяжения между ними очень велики. Этим объясняется тот факт, что твердые тела сохраняют свою форму и- объем. [c.7]

При двух атомах А и В дело просто в частипе АВ они связаны между собою , т. е. взаимно влияют химически непосредственно друг на друга. При большем количестве атолюв в частице становится допустимым непосредственное влияние одного атома на несколько других, и обратно — влияние этих нескольких атомов на первый. Говоря вообще, разумеется, каждый атом вносит в частиц] долю своего влияния, которым и определяется существование этой чютицы с ее свойствами но распределение взаимного непосредственного влияния атомов может быть мыслимо различно. Употребляя выражение связь в указанном выше смысле, мы должны сказать, что, напр., для частицы AB , заключающей три атома, можно предположить а priori и различить две категории связи каждый из трех атомов может, во-первых, быть связанным с обоими другими, или, во-вторых, можно принять, что, папр., атом А связан как с В, так и с С, по эти оба последние атома между собой не связаны, т. е. между ними нет того взаимного влияния, той е ависимости, которая существует в частице АВ. Такой взгляд, разумеется, не исключает допущения некоторого взаимного влияния между А и В , но только влияние это будет не то, которое мы назвали непосредственной связью атомов между собою . [c.424]

Перекись водорода действует и как окислитель и как восстановитель. Она окисляет хлористое железо до хлорно го и способна восстановить перманганат до соли закиси марганца. Такое аномальное поведение ее послужило причиной обширных дискуссий в специальной литературе. Нет необходимости входить в детали возникших Споров, но уместно дать простое объяснение указанной особенности. В большинстве соединений водорода и кислорода первый положительно однсивалентен, а второй отрицательно двухвалентен. Можно считать, что в перекиси водорода Еодород также имеет нормальную валентность, соответствующую одному положителшо1му заряду. Если, таким обраг зом, водород является положительно одновалентным, то группу О — О в молекуле Н — О — О — Н нужно считать по отношению к водороду отрицательно двухвалентной (так. же как и один атом кисло рода). Другими словами, связь двух атомов одного и того же рода между собою взаимно насыщает по одной валентности каждого атома. Такая связь называется ковалентной связью, так как в данном случае нет никаких данных в пользу долущеиия полярности между двумя группами ОН в НО — ОН. [c.48]

В реальных полимерных молекулах, разумеется, атом G4 не может занимать совершенно произвольного положения на поверхности конуса вращения, поскольку вероятность реализации поворота на тот или иной угол Ф определяется условиями взаимной корреляции в пространстве ориентаций структурных элементов цепи. Стерические препятствия, обусловленные взаимодействием между боковыми заместителями цепи, являю гся важнейшим фактором, влияющим на ограничение внутреннего вращения. На рис. III.3 показаны проекции двух низкоэнергетических положений участка простейшей полимерной цепочки (полиметилена) на плоскость, пернен- дикулярную направлению связи С—С. На этом рисунке пунктирож показаны атомы, соединенные с атомами углерода главной цени ранс-ноложение Т) на рисунке соответствует минимуму энергии стерического взаимодействия. Если же метиленовые группы, расположенные под или над центральным атомом углерода на рис. III.3, повернуть на 60°, то в результате сближения водородных атомов стерические препятствия становятся максимальными и соответственно-максимального значения достигает потенциальная энергия фрагмента цепи. При вращении дополнительно еще на 60° (т. е. в целом на угол 120°) вправо или влево возникают так называемые гош-коя-формации (соответственно G и ( ), в которых потенциальная энергия также проходит через минимум, хотя и не такой глубокий, как в транс-положеиш. [c.157]

Номенклатура двухъядерных цикланов. Двухъядерные углеводороды можно разделить на иягь групп в зависимости от взаимного располол<ения циклов а) циклы разделены цепочками из атомов углерода б) циклы непосредственно соединены простой С—С связью между двумя атомами, принадлежащими этим циклам в) циклы имеют один общий углеродны й атом спираны, или спироцикяаны) г) циклы имеют два общих атома углерода цикланы с конденсированными ядрами) д) циклы имеют три или более общих атомов углерода (умстиковые цикланы). Соединения последних двух групп иногда объединяют под общим названием собственно бициклических соединений. При замыкании каждого нового кольца число атомов водорода в молекуле уменьшается на два, а потому двухъядерные цикланы будут иметь состав С Н2 2- [c.16]

Если представить себе атом как определенную пространственную часть единой материи и ради простоты принять его шарообразным, то относительно сродства можно сделать следующее предположение и считать его основой для всех дальнейших соображений сродство ость сила притяжения, действующая от центра атома раБномерно ко всем частям его шарооСразной поверхности [там же, стр. 133]. Тогда, например, в случае углерода четыре заместителя должны группироваться так, чтобы обмен сродством между ними и углеродным атомом был бы максимальным. Часть сродства атома, потребляемая для образования связи, можно изобразить на его шарообразной поверхности как участок, отрезаемый большим или меньшим кругом. Стабильное положение четырех атомов, связанных с углеродным атомом, достигается тогда, когда связевые поверхности ( В1п-(1еПасЬе ) этих четырех атомов на атомной сфере данного углеродного атома будут максимальны, без того, однако, чтобы перекрывать друг друга. В соединениях СК4 четыре К, если они одинаковы, распределяются в углах правильного тетраэдра, а если они неодинаковы — в углах неправильного тетраэдра, так как И тогда занимают неодинаковые связевые поверхности. Таким образом Вернер объясняет, в частности, изменчивость простых связей, образуемых углеродным атодюм. ] 1ы не будем останавливаться на описании конкретных моделей, которые Вернер предлагает для объяснения различных фактов, представлявших трудность для истолкования с позиций стереохимии. Эти модели так же или даже еще более далеки от истины, чем конкретные модели Вант-Гоффа. Что же касается интерпретации Вернером взаимного влияния атомов, то здесь он только по-новому истолковал старую идею об изменении качества еди- [c.229]

Сравнивая между собой летучесть простых элементов, принадлежащих к одной и той же группе, то есть гаких, строение которых можно считать одинаковым, можно заметить некоторое ооогношеняе между летучестью и атом ным весом. Конечно, летучесть и те.мпература кипения, как с.тожное физическое явление, не может быть функцией одного веса атома это свойство тел находится в зависимости также от природы, числа и способа взаимной связи атомов элементов однако при сравнении элементов одной и той же группы оказывается некоторая законность, а именно, летучесть элементов уменьшается с возрастанием атомного веса. Для большинства случаев это яоно наблюдается на группах галоидов, амфидной, также на группе N, Р, As и Sb. Температура же кипения с уве- [c.171]

МЫ как совокупной связи тел. В химии это глубоко диалектическое положение наряду с Менделеевым развил А. М. Бутлеров применительно к строению органических соединений. По Бутлерову, органическая молекула не есть механическое сложение атомов, а есть целостное образование, качественно отличное от отдельных атомов внутри молекулы атомы не просто сцепляются между собою наподобие того, как происходят сцепления при помощи механических приспособлений, но химически влияют друг на друга. Этим обусловливается не только качественное отличие молекулы в целом от отдельных составляющих ее атомов, взятых в изолированном виде, но и качественное различие между отдельными атомами одного и того же элемента, входящими в данную молекулу, например между тремя радикальными Н, с одной стороны, и одним гидроксильным Н, с другой, в молекуле СН3ОН. Этот порядок взаимнодействия, способ взаимной химической связи элементарных паев в частице — можно назвать химическим строением частиц... [34, стр. 34],— писал Бутлеров, определяя суть своей теории химического строения органических соединений. В другом месте ои говорил Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу [35, стр. 71—72]. [c.173]

В качестве примера атомной слоистой решетки следует указать решетку графита — ото из модификаций углерода (Дебай и Шеррер, 1918). Атомы углерода занимают вершины правильных плоских шестиугольников со стороной 1,42 А. Каждый атом углерода окружен тремя соседними атомами, с которыми связан ковалентными связями, образующими углы 120° (рис. 53). Такое плоское расположение соответствует хр -гибридизации (см. стр. 97). Каждый атом углерода связан со своими соседями двумя простыми и одной двойной связью. Однако я-электроны двойной связи распределены равномерно между тремя 0-связями (так же как в ионах N0 и СО см. стр. 98). Поверхности расположены таким образом, что каждый атом находится выше и ниже центра шестиугольника соседних плоскостей. Расстояние между параллельными плоскостями кристалла равно 3,4 А это доказывает, что атомы различных плоскостей взаимно притягиваются вандерваальсовыми силами. У графита плоскость спайности параллельна атомным плоскостям. [c.122]

Поскольку алмаз является очень ценным минералом, а графит дешев и легко добывается, не удивительно, что широко изучалась возможность их взаимного превращения. Алмаз и графит имеют различную первичную координацию и различный тип химической связи, поэтому превращение одной формы углерода в другую не является простой перестройкой структуры, и, следовательно, этот процесс должен протекать медленно. Графит является термодинамически более устойчивой формой, хотя различие энергий между этими двумя формами составляет всего лишь 500 кал1г-атом. Превращение должно сопровождаться глубокими изменениями структуры (хотя каждая форма содержит сеть шестичленных колец, изогнутых в алмазе и плоских в графите), что обусловливает высокий энергетический барьер, разделяющий эти две формы углерода. Следовательно, переход в термодинамически более устойчивую форму (графит) происходит при нормальных условиях исключительно медленно. Некоторые встречающиеся в природе алмазы имеют поверхностный слой, состоящий из графита. [c.137]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология