Орбитали связи типа

Основные положения теории химического строения органических соединений А, - М. Бутлерова. Квантовомеханические представления в химии. Гибридизация атомных орбиталей. Природа и виды химической связи в органических молекулах. Ковалентная связь и ее особенности. Направленность в пространстве. Семиполярная связь. Типы органических реакций. Понятие механизма химических реакций. [c.169]

Химическая связь образуется, если перекрывающиеся орбитали имеют одинаковую симметрию относительно линии связи. Последнее условие требует, чтобы волновые функции перекрывающихся частей орбиталей имели одинаковый знак. Исходя из условий симметрии комбинация орбиталей, например типа, показанного на рис. 25, к образованию связи не приводит, так как в этом случае имеет место нулевое перекрывание — положительное перекрывание полностью компенсируется отрицательным перекрыванием. Теперь ясно, почему важно знать не только форму и размер электронных облаков, но и знак волновой функции в соответствующих частях орбитали. [c.63]

Иная картина наблюдается при комбинации орбиталей р-типа. Если за линию связи принять ось х, то характер перекрывания 2рж-орбиталей существенно отличается от перекрывания 2ру- и 2р -орбиталей. При комбинации атомных 2рж-орбиталей, которые вытянуты вдоль оси X, возникают молекулярные ст-орбитали ст 2р и 2р (рис. 42). [c.88]

Для дальнейшего обсуждения структуры карбонилов металлов необходимо учесть электронное строение молекулы СО (см. рис. 111.25). Как будет видно из последуюш,его изложения, наиболее важна неподеленная пара на атоме углерода и разрыхляющая я -орбиталь связи углерод—кислород. Образование связи в комплексе М(СО) можно наглядно проиллюстрировать в рамках метода МО на примере отдельного фрагмента М—СО. Связь М—СО имеет сложный характер и состоит из донорно-акцепторной компоненты ст-типа и дативной компоненты я-типа. Каждая из этих компонент отдельно представлена на рис. 111.42, а и б. Донорно-акцепторная связь образуется с помощью неподеленной пары молекулы СО и ст-орбитали металла. Такая связь вызывает смещение электронов от лиганда к металлу, что противоречит [c.216]

Кроме модели отталкивания электронных пар валентных орбиталей вопросы стереохимии молекул успешно решаются в рамках теории связи на основе представлений о гибридизации атомных орбиталей. Важнейшие типы гибридных орбиталей и соответствующие им конфигурации молекулярных частиц приведены в табл. 18. [c.114]

Предлагалась даже формула, допускающая в качестве полу-эмпирической закономерности полную пропорциональность между обменным интегралом Н 2 и интегралом перекрывания 512. Для вычисления интегралов перекрывания нужно знать, конечно, отдельные атомные функции. Надежность оценок энергии связи поэтому зависит от того, насколько удачным оказался выбор атомной функции. Обычно пользуются функциями, предложенными Слейтером. Эти функции не всегда дают достаточно точные результаты, но тем не менее расчеты, проведенные с их помощью Милликеном, представляют значительный интерес. Так было найдено, что интегралы перекрывания для гибридных орбиталей (см. ниже) больше, чем для чистых. Интегралы перекрывания изменяются в пределах от нуля до единицы. У молекулы На интеграл перекрывания составляет 0,75, у бора (В—В) для связей типа 5—5 — 0,5, для связей типа ра—ра и рп—рл — около 0,3, у углерода для двойной связи (С = С) имеем тип 55 0,44 тип ра—ра 0,32 и тип рл—рп 0,27. Благодаря этим данным можно представить себе долю участия и образования связей различных электронов, а не только тех, которые химики привыкли называть валентными и на которых они сосредоточивают внимание, когда речь идет об образовании соединений. [c.106]

Связей типа рл—рп фосфор не образует. Благодаря наличию вакантных -орбиталей в атоме фосфора возможно возникновение связей типа йп—рп, а также образование пяти ковалентных связей с 5/ -гибридизацией. В некоторых соединениях (например, в анионе РРб ) атом фосфора имеет даже шесть связей с другими атомами за счет 5р й -гибридизации. Свободные -орбитали позволяют атому этого элемента присоединять электроны, выполняя функцию акцептора электронов, совершенно не свойственную азоту. Вследствие зтого связи фосфора с другими элементами иногда упрочняются за счет перехода электронов от партнера к фосфору. [c.181]

Угол между связями в молекуле воды равен 104,5°. В молекуле NHa (рис. 17) этот угол еще больше (107,3°), т. е. ближе к тетраэдрическому (109°28 ). Чем это можно объяснить Ведь у атома кислорода в образовании химической связи участвуют два неспаренных р-электрона, а у атома азота — три неспаренных / -электрона, облака которых гантелеобразны. А как вам уже известно, гантелеобразные облака р-электронов располагаются в пространстве взаимно перпендикулярно. Поэтому угол между ними должен быть 90°, а не 104,5° или 107,3°. Задумываясь над этим вопросом, ученые пришли к выводу, что при образовании молекул воды и аммиака, так же как и при образовании молекул метана, характерна гибридизация орбиталей по типу sp . [c.78]

Это значит, что орбитали типа могут принимать участие и в а-, и я-взаимодействии. Линейные комбинации орбиталей лигандов типа t2g n) и (я) составляют так же, как и для а-связей. При этом затрачивается шесть из 12 я-орбиталей лигандов. Кроме того, видно, что эти орбитали дают линейные комбинации типа Классификация валентных АО октаэдрического комплекса приведена в табл. 27. [c.137]

Ион [Ni(NHз)4]2+ парамагнитен, и его магнитный момент отвечает двум неспаренным электронам. Ион имеет тетраэдрическое строение. Составьте диаграммы распределения электронов на 3гибридизации орбиталей связи в комплексном ионе [c.65]

При участии в образовании а-связей орбиталей разных типов, например в молекулах ВеСЬ, ВРз, СН4, следовало бы ожидать формирование связей, отличающихся друг от друга по длине и прочности. Однако все связи Ве—С1, В—Р, С—Н равноценны и располагаются симметрично друг другу. [c.65]

Атом лития на 25-подуровне имеет один неспаренный электрон и, следовательно, соединение должно иметь состав LiH. У атома бериллия этот подуровень заполнен и нет ни одного неспаренного электрона, следовательно, бериллий не должен образовывать ни одной химической связи. У бора и следующих за ним элементов (С, N, О, F) происходит последовательное заполнение 2р-подуровня, и атомы этих элементов будут иметь определенное число неспаренных электронов. Если при образовании связей учитывать только наличие неспаренных электронов, то для этих элементов должны образоваться следующие водородные соединения ВН, СН , NH3, Н7О, HF. Отсюда видно, что, применяя только обменный механизм образования химической связи, можно вступить в противоречие с экспериментальными данными бериллий образует соединение с водородом состава ВеНг, водородные соединения бора также имеют другой состав, а простейшее соединение углерода с водородом имеет состав СН4.Устранить это противоречие можно, предположив, что атомы элементов второго периода в образовании молекул участвуют в возбужденном состоянии, т.е. происходит распаривание 5-электронов и переход их на р-подуровень. Но тут возникает другое несоответствие с опытными данными. Поскольку энергии 5- и р-электронов различны, то и энергии образуемых ими химических связей должны отличаться, а, следовательно, подобные связи Э-Н должны иметь разную длину (в зависимости от того, орбитали какого типа принимают участие в их образовании). Согласовать теорию и эксперимент можно, введя предположение об усреднении энергий 5- и р-подуровней и образовании новых уровней, на которых энергии электронов, находящихся уже на орбиталях другого типа, одинаковы. А раз это так, то по правилу Хунда, в атоме появляется максимальное число неспаренных электронов. Эта гипотеза получила название явления гибридизации, а орбитали, образующиеся в результате усреднения энергий подуровней, называются гибридными. Естественно, что при этом меняются и форма электронных облаков, и их расположение в пространстве. В зависимости от того, какие орбитали участвуют в образовании гибридных орбиталей, рассматривают различные типы гибридизации и пространственные конфигурации образовавшихся гибридных орбиталей (см. рис. 14.). Число получившихся гибридных орбиталей должно быть равно общему числу орбиталей, вступивших в гибридизацию. В зависимости от того, какие орбитали взаимодействуют между собой, рассматривают несколько типов гибридизации [c.48]

Для всех плоских ненасыщенных углеводородов имеется набор связывающих сг-орбиталей этого типа, локализуемых и имеющих характеристики, сходные с характеристиками молекулярных орбиталей насыщенных углеводородов, таких, как этан. Это сильно связывающие орбитали, соответствующие потенциалы ионизации превышают 11 эВ. Очень большая энергия связи сг-электронов делает насыщенные углеводороды прозрачными для ультрафиолетового излучения с длиной волны больше 2000 А, поскольку возбуждение электронов из связывающих орбиталей на разрыхляющие требует большей энергии, чем несет квант этого излучения. Отсутствие сродства насыщенных углеводородов к обычным полярным реагентам является еще одним свидетельством большой энергии связи электронов в этих молекулах. [c.191]

На основании этого следовало бы ожидать, что он будет образовывать с двумя атомами водорода соединение СНа. Но в метане углерод соединен с четырьмя атомами водорода. Образование связи представляет собой энергетически выгодный процесс, и имеется тенденция к образованию максимально возможного числа связей — даже если это приводит к орбиталям связей, мало похожим на атомные орбитали, о которых говорилось выше. Если применять наш метод мысленного построения молекул к соединениям углерода, то предварительно его следует изменить. Необходимо придумать воображаемый тип атома углерода, который связан с четырьмя водородными атомами. Про такой атом углерода говорят, что он находится в определенном валентном состоянии. [c.19]

Мы имеем две занятые МО симметрии Вычитая приблизительно удвоенную орбиталь 2а из орбитали За , мы получим орбиталь с несвязывающими характеристиками и локализованную на атоме кислорода. Это главным образом 25-орбиталь кислорода. Оставшаяся орбиталь симметрии конструируется таким образом, чтобы она была ортогональна предыдущей орбитали. Она включает всю связывающую способность О — Н как 2a , так и За -орбита-лей и напоминает орбиталь связи типа (рис. 10). [c.43]

Совсем по-другому ведут себя многоатомные лиганды с незаполненной орбиталью я-типа. Например, пианидный ион (рис. 20-161 имеет тройную связь, образуемую одной связывающей молекулярной а-орбиталью и двумя связывающими молекулярными я-орбиталями. Одна из этих связывающих я-орбиталей показана на рис. 20-16,а. Эта орбиталь дестабилизирует, или повышает, уровень в результате Е М-я-взаимодействия, подобного описанному выше для лиганда С1. Но большая часть электронной [c.236]

Гибридные орбитали атомов углерода, пере- углерода, крываясь с такими же орбиталями других атомов углерода и с 15-А0 атомов водорода, образуют жесткий скелет молекулы из 3-х связей С-С и 6-ти связей С-Н. Оставшиеся 4 электрона каждого из атомов углерода описываются атомными орбиталями р-типа, контуры которых располагаются над и под плоскостью, образованной всеми ядрами молекулы. Экспериментальные данные показывают, что связи С(1)-С(2) и С(з)-С(4) несколько короче (длина [c.147]

СИГМА-СВЯЗЬ И пи-связь (а-свяэь и я-связь) — типы ковалентных химических связей. о-С. может образоваться при взаимодействии (перекрываннн) атомных орбиталей любого типа. Она характеризуется цилиндрической симметрией и одной областью перекрывания. Благодаря этому возможно свободное вращение фрагментов молекулы вокруг линии ст-связи. Простейшим случаем а-связи является молекула На, в которой -электроны водородных атомов имеют антипараллельные спины. Максимальная плотность электронного облака а-связи находится на линии связи. Во всех органических веществах простые ковалентные связи между атомами углерода и другими атомами являются ст- С. я- С. возникают в ненасыщенных органических веществах только за счет р-электронов, оси орбиталей которых располагаются параллельно и перекрывание орбиталей происходит в двух областях. Последнее создает энергетический барьер для взаимного вращения фрагментов молекулы вокруг линии связи и обусловливает существование цис-транс-изомерш. Таким образом, двойная связь состоит из двух типов связи — о-С. и я-С. Тройная связь соответственно состоит из одной а-С. и двух П-С., расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. [c.226]

На этом основании можно полагать, что реальную структуру ди-метнлсульфоксида (ДМСО) отражает резонансная структура (а), предполагающая образование типичной донорно-акцепторнон связи, и структура (б), требующая перехода одного электрона на З -орбиталь и образования я-связи типа р—й (см. рис. 9), [c.112]

Основной процесс фотохимии — активация молекулы поглощенным квантом света. Такая активация носит избирательный характер, поскольку поглощенный квант энергии возбуждает отдельную связь или группу в данной молекуле. Характер возбуждения зависит от электронного строения связи. С фотохимической точки зрения важно наличие в молекуле а-связывающих, я-связывающих и п-орбиталей. Для первых двух типов имеются соответствующие разрыхляющие орбитали. Поскольку п-орбитали являются несвязывающими, для них нет соответствующих разрыхляющих орбиталей. Появление п-орбиталей связано с наличием в молекуле гетероатомов (кислорода, азота, серы), обладающих чистыми /О-или гибридизованными хр -орбиталями. [c.276]

Особенно характерно образование соединений между молекулами, одна из которых имеет низко лежащую свободную МО, а другая — 1есвязывающую орбиталь атомного типа, заполненную двумя электронами.. Перекрывание этих дв>т( МО приводит к образованию новых двух МО, общих для всей системы, и возникновению прочного химического соединения (рис. 53). Возникающая таким образом связь по своему происхождению называется донорно-акцепторной связью. Молекула с низколежащей свободной орбиталью называется акцептором электронов, а имеющая пару электронов на несвязывающей МО — донором. Примером донорно-акцепторного механизма образования химической связи в двухатомных молекулах может служить образование молекулярного иона НеН из атома Не и иона Н . Атом гелия имеет два электрона ка ] -орбитали с энергией —24,6 эВ (ПИ = = 24,6 эВ). Его рассматривают как типичный инертный атом с заполненной оболочкой. У иона имеется свободная 15-орбиталь с энергией —13,6 эВ. При контакте Не и Н возникает НеН -ион, а-МО которого можно представить как линейную комбинацию 15-орбиталей атома Не и иона Н [c.140]

Ионно-молекулярное взаимодействие. Взаимодействие т ош с молекулой представляет собой случай, промежуточный между обычным химическим и ван-дер-ваальсовым взаимодействием. Если из атома, например Ка, образуется ион, то остается свободной низколежащая орбиталь, с которой удален электрон. Возможен частичный перенос электронного заряда молекулы на эту орбиталь катиона с образованием химической связи типа донорно-акцепторного взаимодействия. Но квантовомеханическое решение показывает (неэмпирические расчеты методом СПП МО ЛКАО), что связь между ионами щелочньос металлов [c.264]

На рис. 10.13 показана схема перекрывания орбиталей, ведущего к образованию связей в молекулах насыщенных углеводородов. Перекрывание 5/7 -гибридных АО по связям С—С ведет к формированию ЛМО ст-типа, т. е. симметричных относительно связевой оси. Таким образом, вращения вокруг этой оси ограничены лишь за счет дальних взаимодействий электронов на орбиталях связей С—И. Действительно, энергетические барьеры вращения по ординарным связям малы. В этапе, где барьер определен наиболее точно (11,9 кДж/моль) и соответствует разности энергий стабильной антиперипланарной I и наименее устойчивой синперипланарной П конформации, [c.391]

Полупроводники и изоляторы. Известно, что каждый атом кремния тетраэдрически окружен другими атомами. Его кристаллическая структура напоминает структуру алмаза. Каждый атом кремния связан четырьмя равноценными связями с такими же атомами. Химические связи осуществляются гибридными орбиталями 5р -типа. [c.131]

Рассмотрим природу связей в молекуле ацетилена в соответствии с электронной теорией. При образовании химических связей в молекуле ацетилена гибридизации подвергаются только две орбитали внешнего энергетиче ского уровня атома углерода одна 5- и одна р-орбиталь Этот тип гибридизации называется хр-гибридизацией Две р-орбитали углеродного атома остаются в неизмен ном виде. Расположение двух гибридных орбиталей ато ма углерода в пространстве показано на рис. 20.4 он1 направлены вдоль одной оси под углом 180° друг к другу [c.328]

Рассмотрим сначала общеизвестный случай бензола. В этой полигональной системе внешняя и две однотипные тангенциальные внутренние орбитали являются 5р -гибридными орбиталями, тогда как радиальная внутренняя орбиталь — орбиталью р-типа таким образом, используется полный набор 5р -валентных орбиталей атома вершины. Двенадцать тангенциальных внутренних орбиталей взаимодействуют попарно с образованием 6 связывающих и 6 ан-тисвязываюших орбиталей, соответствующих ст-связывающим и а -антисвязывающим орбиталям шести углерод-углеродных (т-связей при обычном рассмотрении в рамках метода МО [24]. Шесть радиальных внутренних р-орбиталей взаимодействуют с образованием известного спектра собственных значений [25] плоского шестиугольника С , состоящего из трех тг-связывающих и трех тг -анти-связывающих орбиталей. Следовательно, полный скелет бензола имеет 9 связывающих орбиталей (бег + Зтг), заполненных 18 скелетными электронами такое число скелетных электронов образуется, когда каждая из 6 нормальных вершин СН вносит по 3 скелетных электрона. [c.125]

Природа К. с. определяется типом атомных орбиталей, из к-рых строятся молекулярные орбнтали свя ш, и симметрией электронного распредс.гсипя и ]Ю<-. 1елппх, )В И,ящсй от характера перекрывания атомных орбиталей. По свойствам симметрии молекулярных орбиталей связи относитель- [c.281]

В то же время методы типа МЧПДП оказались непригодными при рассмотрении соединений с водородными связями и при расчете барьеров внутреннего вращения в ненасыщенных соединениях. Отчасти эти недостатки удалось снять при переходе к методу МПДП, который точнее воспроизводит относительную стабильность изомеров соединений с двойными и тройными связями, последовательность расположения по энергии орбиталей различных типов (что существенно при анализе фотоэлектронных спектров), величины барьеров внутреннего вращения и другие характеристики. [c.337]

Эти групповые орбитали показаны на рис. 14.37. а-Орбиталь симметрична по отношению к оси С—СбНз и может взаимодействовать с остатком молекулы только с образованием орбиталей а-типа. я(- г)-Орбиталь, очевидно, подобна обычной я-орбитали. Поэтому группу Из можно представить как псевдоатом, я-орбиталь которого может участвовать в сопряжении с бензольным кольцом, я( )-Орбиталь соответствует орбитали я-типа, направленной под прямым углом к я(х), и поэтому может взаимодействовать с атомными ря(х)-орбиталями тройной связи, как в соединении Нз=С—С = С—И. [c.349]

Например, в реакции (2.3), которую можно рассматривать как взаимодействие п-орбиталей бутадиенового типа одной молекулы с 71-орбиталями двойной связи другой молекулы, в первоначальном комплексе взаимодействующие МО остаются орбиталями 71-тина, и только на более глубокой ступени реакции начинают переходить в ст-орбнтали продукта. Плоская геометрия циклопеитаднеиовых циклов в первоначальном комплексе ирактически еще не изменена [c.120]

Второй механизм, который мы обсудим здесь, является видоизменением спин-спинового взаимодействия через электроны связей, детально рассмотренного в предыдущих разделах. Было обнаружено несколько случаев, когда из-за пространственного сжатия происходит несвязывающее взаимодействие орбиталей вандерваальсова типа. [c.139]

Для азотсодержащих соединений имеет место аналогичное явление. Для триэтил-, диэтил- и этиламина поглощение ОН-групп воды сильно смещено в область низких частот, что свидетельствует об образовании прочной водородной связи типа Н—О—Н...Ы. Значения энергии Н-связи лежат в одних и тех же пределах 5,7— 5,9 ккал1связь. При переходе от этиламинов к пиридину в результате сопряжения атома азота с ароматическим кольцом происходит изменение гибридизации орбит атома N (от р в алкиламинах до р в пиридине) [143]. При зр -гибридизации неподеленная пара электронов гетероатома (в данном случае атома Ы) имеет 33,3% 5-характера [144], что сопровождается упрочнением химической связи. Схематично это можно представить следующим образом орбиталь неподеленной пары электронов атома азота лежит в плоскости кольца [145]. Облако -электронов частично мигрирует в систему сопряжения (см. рис. 11), в результате чего их взаимодействие с водой посредством Н-связи уменьшается. [c.36]

Освещая теоретический материал по общей химии для сту-деитов горного факультета полезно убедить слущателей в том, что данные теоретические вопросы пригодятся им в работе по специальности, что они могут встретить в специальной литературе такие понятия, как гибридизация орбиталей элементов, типы химических связей, межмолекулярное взаимодействие, осмотическое давление растворов, произведение растворимости, водородный показатель. [c.153]

Есть, однако, основания полагать, что водородная связь представляет собой не просто очень сильное диполь-дипольное взаимодействие. Небольшая длина водородных связей свидетельствует о существенном перекрывании вандерваальсовых радиусов, что должно сопровождаться появлением сил отталкивания, если только последние не будут тем или иным образом компенсироваться. Кроме того, в рамках дипольной модели не удается объяснить существование симметричных водородных связей типа Р -Н---Р . Если расстояние между X и V достаточно мало, то перекрывание орбиталей связи X—Н и электронной пары У может привести к образованию ковалентной связи. Согласно уравнению (2.8), такую ситуацию можно описать с помощью двух протомерных структур, отличающихся друг от друга только положением протона [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология