Водород электронная плотность в молекул

Особым видом взаимного влияния атомов является сопряжение связей (гл. HI, 6). Электроны в тг-связях у молекул с сопряженными связями весьма подвижны, поэтому смещаются они во всей сопряженной системе как в едином целом без значительного затухания. Например, при взаимодействии бутадиена с хлористым водородом электронная плотность перераспределяется в направлении, указанном стрелками [c.374]

Рис. 4.5. Карта электронной плотности молекулы водорода

Для пурина проведены расчеты электронной плотности молекулы [1, 2]. Пюльман и Пюльман [2] приводят три молекулярные диаграммы исходя из различных представлений о структуре молекулы пурина. Первый расчет [21 основан на том, что водород в имидазольном кольце находится у девятого атома, а исходные параметры атомов азота в положениях 1, 3 и 7 одинаковы. Результаты этих расчетов приведены на схеме I. [c.211]

На рис. 11.6, б показано вертикальное сечение этой карты по оси X. Сплошная линия изображает электронную плотность молекулы водорода р(Н2>, а штриховые линии слева и справа от ядер атомов — электронные плотности р(Нд) и р(Н ) каждого из атомов, не образующих друг с другом связь, но сблизившихся на длину связи с ц. Между ядрами штриховой линией показана сумма электронных плотностей несвязанных атомов р(Нд) + р(Н ). В средней точке связи электронная плотность молекулы р(Н2) существенно больше, чем сумма плотностей несвязанных атомов. Это говорит о том, что при образовании химической связи возникает область повышенной электронной плотности между ядрами атомов. [c.158]

На рис. 11.6, в изображена разность электронных плотностей молекулы водорода и несвязанных атомов Др = р(Нз) - [р(Нд) + -ь р(Н )]. Эта кривая наглядно показывает, что между ядрами возникает избыток, сгущение электронной плотности, а с обеих сторон от ядер электронная плотность уменьшается. [c.158]

Рис. 11.6. Распределение электронной плотности в молекуле водорода а — трехмерная карта электронной плотности молекулы водорода б — сечение карты по оси х в — разность электронных плотностей г — контурная диаграмма разности электронных плотностей

Водородная связь — это особый вид связи, свойственный только водороду. Она возникает в тех случаях, когда водород связан с наиболее электроотрицательными элементами, прежде всего с фтором, кислородом и азотом. Рассмотрим образование водородной связи на примере фтороводорода. Атом водорода имеет единственный электрон, благодаря которому он может образовывать с атомами электроотрицательных элементов только одну ковалентную связь. При образовании молекулы фтороводорода возникает связь Н—Г, осуществляемая общей электронной парой, которая смещена к атому более электроотрицательного элемента — фтора, что видно из профиля (рис. 14.1, а) и контурной диаграммы (рис. 14.1, б) электронной плотности. В результате такого распределения электронной плотности молекула фтороводорода представляет из себя диполь, положительный полюс которого — это 5+ 5- [c.249]

Каждая из молекулярных орбиталей охватывает все атомы молекулы и поэтому по характеру распределения электронной плотности i e четыре атома водорода равноценны. Это отвечает наличию четырех [c.64]

I (Ър ). Поскольку иод электроотрицательнее водорода, в активированном комплексе I. .. Иг. ..1 происходит смещение электронной плотности от молекулы Н 2 к атомам I и разрыву связи Н—Н. [c.200]

При этом атомарный (или ионный) водород, предварительно адсорбированный на катализаторе в непосредственной близости от реагирующей молекулы углеводорода, входит в состав переходного комплекса и далее, после перераспределения электронной плотности, регенерируется уже в молекулярном виде. Наличие поляризованного (и даже ионного) водорода на поверхности металлов в условиях реакции подтверждается работами различных авторов [129—131]. Так, после анализа экспериментальных данных, полученных при изучении адсорбции водорода на Pt, Ni и других металлах в условиях глубокого вакуума, сделан вывод [130] о существовании двух основных видов хемосорбции водорода слабой (обратимой) и прочной (необратимой). Слабо хемосорбированный водород находится, как правило, в молекулярной форме и несет при этом положительный заряд (М —Hj). При прочной хемосорбции водород диссоциирован и заряжен отрицательно (М+—Н-). При анализе состояния водорода в гидридах различных металлов [131] сделан вывод, что в гидридах большей части переходных металлов водород находится в двух формах Н+ и Н при этом форма (М+—Н ) является основной. [c.231]

Таким образом, подводя итоги изложенному выше, можно сделать вывод, что следует учитывать по крайней мере два аспекта влияния алкильных заместителей энергетический, проявляющийся в изменении электронной плотности в кольце, вследствие чего облегчается или затрудняется образование я-комплекса с катализатором, и стерический, проявляющийся в затруднении доступа водорода к реагирующей молекуле. [c.142]

Результат расчета распределения электронной плотности в молекуле воды показан на рисунке 18. Контурные линии соединяют места одинаковой электронной плотности. Из рисунка видно, что электронная плотность сконцентрирована между ядрами водорода и кислорода. [c.41]

К слабым химическим взаимодействиям в первую очередь относится Н-связь Х-Н...У, где X - атом любого элемента, образующего с водородом обычную химическую связь и, особенно, обнаруживающего сильное сродство к электрону. Роль У выполняют любые атомы [18,55], к -орбитали ароматических циклов, двойных и тройных связей. Слабые химические связи могут образоваться вследствие переноса заряда, перераспределения электронной плотности в пространстве между молекулами и по другим причинам. [c.64]

В молекулах приведенных выще растворителей избыточная электронная плотность сосредоточена на одном, реже — на двух атомах с неподеленными па >ами электронов, в то время как положительный заряд рассредоточен иа большо.м числе атомов водорода, кислотность каждого из которых вследствие этого незначительна. Поэтому такие растворители способны специфически сольватировать катионы щелочных металлов, координируясь с ними отрицательным концом диполя тем самым они делают анион более свободным , т. е. повышают его нуклеофильную силу и, следовательно, ускоряют реакции нуклеофильного замещения. [c.123]

Распределение электронной плотности в молекуле пиридина подтверждается тем, что пиридин менее реакциоиноспособен, чем бензол, и заместители при проведении реакций электрофильного замещения, даже таких реакций, при которых исключается предварительное протонирование атома азота, направляются, как и в нитробензоле, в -положение относительно атома азота, а нуклеофильные реагенты (например, амид натрия) замещают атомы водорода в а- и у-положениях. [c.198]

В образовавшихся аддуктах (51) (как в ацеталях и ортоэфирах) на центральном атоме углерода сохраняется, хотя и меньший, чем в исходных соединениях, дефицит электронной плотности, С самой кислотой, имеющей подвижный атом водорода, реагируют две молекулы магнийорганического соединения первая из них реагирует как основание, а вторая присоединяется по группе С = 0 [c.295]

Высокая реакционная способность пиррола имеет иные причины. У пиррола наибольший дипольный момент, причем положительный заряд в нем находится даже не на гетероатоме, а на связанном с ним атоме водорода, который приобретает протонную подвижность. В этом отношении он похож на атом водорода в молекулах фталимида и сукцинимида. Сказанное можно подтвердить тем, что пиррол реагирует с металлическим калием и даже с безводным гидроксидом калия с образованием соединения (54). В этом соединении избыточная электронная плотность еще в большей степени сосредоточена в гетероциклическом кольце, что увеличивает его способность к реакциям электрофильного замещения. [c.353]

Устойчивость алифатических диазосоединений (как и ароматических) увеличивается при введении электроноакцепторных групп. Если в диазометане один или оба атома водорода заместить на электроноакцепторные группы, то это приведет к смещению избыточной электронной плотности в сторону этих групп и сделает более прочной связь диазогруппы с остальной частью молекулы. Соединения такого типа и способы их получения приведены ниже [c.464]

Молекула с ковалентной связью может быть неполярной, еслИ связанные этой связью атомы имеют одинаковые электроотрицательности (например, в случае молекулы водорода). Если же один из атомов обладает большим сродством к электрону и в результате этого электронная плотность смещена в его сторону, то такая молекула или связь будет полярной. Например, в формуле карбонильной группы знаки б- - и б— (дельта) означают, что на [c.20]

Хойтинк [13] пытался учесть изменение условий реакции, рассмотрев влияние внешних электрических полей на распределение заряда в дианионе и в моноанионе КН . Заметные электрические поля могут появляться из-за наличия протона в сольватной оболочке аниона, вблизи восстанавливающего агента, катализатора или электрода. Для выявления этого эффекта была рассчитана электронная плотность молекул нескольких многоядерных углеводородов в однородном магнитном поле. Хойтинк выделил три группы реакций восстановления, в зависимости от напряженности поля. Первую группу (5-10 — 4-10 В/см) составляют реакции со щелочными и щелочноземельными металлами в инертных растворителях, за которыми следует сольволиз в протонодонорных средах. Восстановление этого типа приводит к присоединению только двух атомов водорода на молекулу и не затрагивает фенильных групп или изолированных двойных связей. Вторая группа (4-10 — 5-10 В/см) включает реакции со щелочными или щелочноземельными металлами в протоноактивных растворителях, восстановление гексаминкальцием в апротонных средах и электрохимическое восстановление. Реакции этого типа сопровождаются присоединением двух или более атомов водорода к молекуле сопряженного углеводорода, но не приводят к гидрированию [c.96]

Как уже указывалось, для молекулярного иона водорода Н2 можно по уравнению Шредингера точно вычислить энергию электрона и распределение электронной плотности. При расчетах элект-ронн(1Й плотности в молекуле предполагается, что ядра неподвижны. [c.45]

Характер распределения электронной плотности для исходных атомных и образованных молекулярных орбиталей показан на рис. 24. Следует отметить, что поскольку складываются (вычитаются) орбитали (точнее волновые функции), то электронная плотность (характеризуемая квадратом волновой функции) между ядрами больше суммы плотностей электронных облаков изолированных атомов для тех же расстояний. На рис. 25 показано распределение /ектронной плотности в молекуле водорода На- Электронная плот- [c.48]

Связь между атомами разных элементов всегда более или менее полярна, что обусловлено различием размеров и электроотрица-т(льностей атомов. Например, в молекуле хлорида водорода НС1 стязующее электронное облако смещено в сторону более электро-огрицательного атома хлора. Вследствие этого заряд ядра водорода уже не компенсируется, а на атоме хлора электронная плотность становится избыточной по сравнению с зарядом ядра. Иными словами, атом водорода в НС1 поляризован положительно, а атом хлора отрицательно на атоме водорода возникает положительный заряд, на атоме хлора — отрицательный. Этот заряд б, называемый эффективным, можно установить экспериментально. Согласно имеющимся данным эффективный заряд на атоме водорода молекулы H I составляет бн = +0,18, а на атоме хлора 6 i = —0>18 абсолютного за-р 1да электрона. Можно сказать, что связь в молекуле НС1 имеет на 18% ионный характер, т. е. полярна. Ниже приведены значения эффективных зарядов на атомах кислорода в оксидах элементов 3-го периода [c.80]

Согласно протонному механизму, указанные комплексы преимущественно образуются за счет С-атомов с минимальным отрицательным зарядом, т. е. вторичных атомов С. В то же время гидрид-ионный механизм характерен для С-атомов с максимальной электронной плотностью, т. е. для первичных атомов. В соответствии с развиваемыми взглядами, изменение направления реакции связано с изменением зарядов металла при увеличении давления водорода и соответственно его адсорбции усиливаются электроноакцепторные свойства металла и его способность вытеснять прогон при образовании моноадсорбированного комплекса. В связи с этим с ростом давления водорода увеличивается доля молекул октана, реагирующих по протонному механизму в реакцию вступают вторичные атомы углерода с последующим образованием дизамещенных циклов — 1-метил-2-этилциклопентана и о-ксилола. [c.235]

Причиной молекулярной ассоциации в водных растворах и многих жидкостях часто является возникновение водородной связи между соприкасающимися полярными частями молекул, содержащих, например, гидроксильные группы (см. стр. 164). Такая ассоциация проявляется также и при адсорбции на адсорбентах, содержащих на поверхности гидроксильные группы, например при адсорбции воды, спиртов, аммиака, аминов и т. п. на поверхностях гидроокисей, т. е. на гидроксплированных поверхностях силикагелей, алюмогелен, алюмосил икатных катализаторов и т. п. адсорбентов. Поверхность силикагеля покрыта гидроксильными группами, связанными с атомами кремния кремнекислородного остова. Вследствие того что электронная -оболочка атома кремния не заполнена, распределение электронной плотности в гидроксильных группах поверхности кремнезема таково, что отрицательный заряд сильно смеш.ен к атому кислорода, так что образуется диполь с центром положительного заряда у атома водорода, размеры которого невелики. Часто молекулы адсорбата, обладающие резко смеш,енной к периферии электронной плотностью или неподеленными электронными парами (например, атомы кислорода в молекулах воды, спиртов или эфиров), образуют дополнительно к рассмотренным выше взаимодействиям водородные [c.496]

Квадраты этих функций определяют распределения электронной плотности, соответствующие каждой молекулярной орбитали. Все щесть молекулярных орбиталей схематически изображены на рис. 13-25. Три из них являются связывающими, а три-разрыхляющими. Их энергетические уровни показаны на рис. 13-26. Отметим, что на примере рассматриваемых я-орбиталей иллюстрируется общее правило, согласно которому орбитали с больщим числом узловых поверхностей имеют более высокую энергию. Справедливость этого утверждения можно проверить на орбиталях гомоядерных и гетероядерных двухатомных молекул, обсуждавщихся в гл. 12, и даже на волновых функциях атома водорода. [c.575]

При сближении двух атомов водорода с параллельными спинами электронная плотность в пространстве между ядрами атомов понижается (рис. 13,6), что приводит к преобладанию сил отталкивания между атомами над силами притяжения и препятствует соед1П1ению их в молекулу. [c.67]

Для всех гетеронуклеарных молекул можно отметить характерную особенность электронная плотность в них распределена несимметрично относительно обоих ядер. При таком распределении электронной плотности химическую связь называют полярной или точнее полярной ковалентной связью, а молекулы полярными. Среди молекул гидридов у НР особенно заметно несимметричное распределение заряда (рис. 31). Не только несвязывающие молекулярные орбитали 1а , 2а и 1л,1 практически целиком сосредоточены вокруг ядра фтора, но и на связывающей молекулярной о-орбитали электронная плотность благодаря большому различию в эффективных зарядах ядер водорода (1) и фтора (5.20) смещена в сторону последнего. Вследствие этого электрические центры тяжести положительных зарядов ядер и отрицательных зарядов электронов не совпадают, и в молекуле возникает постоянный электрический диполь — система двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов +<7 и —д, разде-. ленных расстоянием I, называемым длиной диполя (рис. 32). Взаимодействие молекулы с электрическим полем будет зависеть от величины вектора а — электрического дипольного момента молекулы [c.84]

Алифатические галопроизводные. Галопроизводные получаются посредством замещения в молекулах углеводородов атомов водорода па атомы галогенов. В их молекулах ковалентные связи между атомами углерода н галогена полярны, причем электронная плотность смещена к атомам галогена, а углерод приобретает ио-лож ительиую степень окисления. [c.148]

Молекула хлороформа, являясь неполярной, то есть электронейтральной, содержит 3 атома хлора. Это приводит к тому, что она находится в напряженном состоянии за счет смещения электронной плотности. В свою очередь электрон частично смегцон от атома водорода к атому углерода. При общей электронейтральности молекула, возможно, образует активный комплекс. Одновременно молекулы асфальтенов содержат свободные валентности — свободные радикалы. В этой связи происходи- взаимодействие между молекулами растворр1теля и активными центрами асфальтс -нов, то есть возникают новые связи, например водородные. [c.119]

Известны две причины сравнительной инертности спиртов в реакциях нуклеофильного замещения. Во-первых, атом кислорода в спиртах, будучи двухковалентным, одновременно связан не только с атомом углерода алкильной группы, но и с менее электроотрицательным, чем углерод, атомом водорода. Поэтому дефицит электронной плотности в молекуле спирта имеется не в одном, а в двух местах, причем в большей степени на атоме водорода [c.139]

Монозамещенные бензолы. При замещении одного атома водорода в бензоле на какую-либо группу У симметрия л-электронного облака нарушается, и электрофильная частица Х+ атакует в таких молекулах предпочтительно места с наибольшей электронной плотностью. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология