Металлическая связь атомов теория

Общая химия неразрывно связана с неорганической химией и является теорети-ческим введением в нее. По-новому излагаются вопросы химической атомистики, стехиометрические законы химии. Дана современная трактовка природы металлической связи. На базе Периодической системы, физико-химического анализа и природы металлической связи изложена теория взаимодействия металлов друг с с неметаллами с образованием металлических фаз. Описаны современны- "" ато [c.2]

Изучение кристаллических структур различных веществ привело, с одной стороны, к более дробному подразделению межатомных сил связи, с другой стороны, стерло границы между физическими и химическими силами. Кроме металлической и ионной связей, были установлены ковалентная (гомеополярная) и остаточная связи. Гомеополярная связь, первая теория которой была разработана в 1916 г. Льюисом, проявляется между атомами большинства молекул органических соединений и между атомами в таких кристаллах, как алмаз. Остаточная, или вандервааль-сова, связь обуславливает сцепление между ато мами в кристаллах инертных газов и между молекулами в кристаллах органических соединений. Из приведенных выше примеров видно, что силы связи одного и. [c.159]

Другой особенностью металлов является то, что обычные представления о валентности элементов не способны объяснить химический состав большинства интерметаллических соединений. Состав интерметаллических фаз часто не подчиняется закону простых кратных отношений и может варьировать в широких пределах. Этот факт говорит о том, что металлическая связь не ограничивает соотношение атомов элементов ни численно, ни пространственно. Каждый атом в металле стремится окружить себя максимальным количеством соседних атомов. Последнее подтверждается тем, что структуры металлов обычно удовлетворяют требованиям, вытекающим из теории плотнейших упаковок, и характеризуются большими координационными числами. [c.198]

В трех приведенных выше типах кристаллов связь рассматривалась на основе взаимодействия атом—атом. С тех же позиций обычно объясняют и возможность существования в природе твердых тел. Однако такой подход не правомочен при рассмотрении металлических кристаллов. Современная теория химической связи в металлах использует одноэлектронное приближение и в этом отношении она до некоторой степени аналогична теории молекулярных орбиталей для молекул. Сходство этих теорий еще и в том, что они сломали классические представления об индивидуальности атомов. [c.278]

Структура гидрида урана недавно вновь сделалась предметом исследования [36, 37]. Была выдвинута теория электронно-недостаточных структур, которая, повидимому, позволяет правильно отобразить структуру гидрида и качественно объяснить физические свойства этого соединения. Кристаллическая структура гидрида в корне отличается от структур различных форм металлического урана. Судя по расстояниям между атомами металла в гидриде, можно вывести, что в этом соединении практически отсутствуют металлические связи. Тем не менее гидрид обладает явно металлическими свойствами, например высокой электропроводностью и металлическим блеском. Высокая температура плавления, хрупкость и твердость также несовместимы с очень слабыми металлическими связями и, наоборот, говорят о структуре непрерывного типа, созданной ковалентными связями. Поэтому была предложена [36] структура, согласно которой каждый атом урана типа I связан с двенадцатью атомами урана типа П водородными мостиками U—Н—U, каждый же атом урана типа П непосредственно связан с двумя другими атомами этого типа и при помощи водородных мостиков с четырьмя атомами урана типа I [37, 38]. [c.167]

Ионная связь является предельным случаем полярной связи, так как при соединении элементов с малой электроотрицательностью (металлы) и высокой электроотрицательностью (кислород, сера, галогены) полярность молекулы возрастает настолько, что электроны атомов металла почти целиком переходят к атомам неметалла. Таким образом, теории, развитые Писаржевским и Косселем, о переходе электрона с атома одного элемента на атом другого в процессе химической реакции находят подтверждение. Ниже приведены электрические моменты соединений, содержащих металлические элементы [c.83]

Так как атомы электронейтральны, то, следовательно, в них должны содержаться и какие-то частицы, заряженные положительно. В изучении внутреннего строения атомов очень важное значение имели опыты по рассеянию а-частиц при прохождении их в газе и через металлическую фольгу (а-частицы заряжены положительно). В камере Вильсона наблюдаются прямолинейные пути а-частиц в газе. Следовательно, а-частица проходит сквозь атомы. Однако она, хотя и редко, но резко отклоняется от прямолинейного пути, что указывает на столкновение ее с положительно заряженной частицей. Эти наблюдения привели к выводу, что атом состоит из положительно заряженного ядра весьма малого объема ( 10" см), в котором сосредоточена почти вся масса атома, и электронов, находящихся на значительном расстоянии от ядра. На основании обобщения экспериментальных данных, Резерфорд в 1911 г. предложил планетарную модель атома, согласно которой атом в целом нейтрален, а положительно заряженное ядро его окружено электронами, причем число их равно заряду ядра (порядковому номеру элемента). Электроны связаны с ядром электростатическими кулоновыми силами притяжения разноименных зарядов. Исследования строения атома подтвердили основные положения ядерной теории. [c.14]

Подход к металлической связи, основанный исключительно на теории валентных связей, сфрмулирован Полингом [8, 9]. Каждый атом образует гибридные с/зр-орбитали, перекрывание которых приводит к металлической связи. Реальная электронная конфигурация металла возникает в результате резонанса между всеми возможными структурами, причем число [c.15]

По аналогии с теорией углерод-металлической связи в ферроцене Холлам и Посон [13] предположили, что связь бутадиен—металл образуется в результате перекрывания я-орбиталей сопряженного диена с подходящими орбиталями металла. Это должно было бы привести к структуре 2, в которой углеводород имеет плоскую (или близкую к плоской) структуру. Атом железа, расположенный вне плоскости, определяемой углеводородной частью структуры, находится примерно на равном расстоянии от четырех углеродных атомов бутадиена и образует, вероятно, тетраэдр с тремя карбонильными группами. Это предположение о цисоидной конфигурации бутадиеновой части 2 было подтверждено выделением [13] аналогичного трикарбонило-циклогекса-диенжелеза 3 [c.177]

НО которой положительно заряженные ионы металла образуют кристаллическую решетку, и эта решетка погружена в электронный газ , заполняющий весь кристалл устойчивость системы обусловлена электростатическим взаимодействием между ионами и электронами. Металлическую связь можно считать до некоторой степени подобной ковалентной связи. В натрии, например, каждый атом отдает только один валентный электрон из Зх-оболочки, и структура кристалла такова, что каждый атом окружен восемью соседними. Ковалентная связь может быть образована с любым из них обобществлением валентных электронов от двух атомов, но при этом заполняется только одна четвертая часть внешней валентной оболочки. Однако, если связь каждой пары рассматривать только частично насыщенной с обобществлением во времени данного валентного электрона с электронами каждого из восьми возможных ковалентно связанных соседних атомов, такую модель можно считать качественной моделью металла. Важно заметить, что в металлах, в отличие от веществ с ионной и ковалентной связями, валентные электроны дело-кализованы. Более удовлетворительное описание металлической связи приведено в гл. 2, где эта связь рассматривается с позиций квантовой теории. [c.15]

Для объяснения металлической связи Б.тюх разработал теорию мо.текулярных орбиталей. По этой теории, валентные электроны атомов металлического кристалла принадлежат не каждому атому в отдельности, а всем соседним атомам вместе взятым и находятся на уровнях энергетических зон взаимодействуюш.их атодгов. Согласно Б.иоху, электроны мета.члов не совсем свободны (как полагал Зоммер-фельд), а находятся под влиянием периодически изменяющегося поля, существующего в кристаллической решетке. Принимая во внимание это периодическое поле, Блох показа.л, что в зависимости от количества движения электрона его энергия изменяется пе постоянно, а лишь при определенных критических значениях, и только при значительном отклонении от этих критических значений энергия электрона в решетке очень близка к энергии свободного электрона. [c.18]

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА - физическая теория, изучающая общие закономерности движения и взаимодействия микрочастиц (элементарных частиц, атомных ядер, атомов и молекул) теоретическая основа современной физики и химии. К. м. возникла в связи с необходимостью преодолеть противоречивость и недостаточность теории Бора относительно строения атома. Важнейшую роль в разработке К. м. сыграли исследования М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, М. Борна и др. К. м. была создана в 1924—26 гг., благодаря трудам Л. де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга и П. Дирака. К. м. является основой теории многих атомных к молекулярных процессоБ. Она имеет огромное значение для раскрытия строения материи и объяснения ее свойств. На основе К. м были объяснены строение и свойства ато MOB, атомные спектры, рассеяние света создана теория строения молекул и рас крыта природа химической связи, раз работаиа теория молекулярных спектров, теория твердого тела, объясняющая его электрические, магнитные и оптические свойства с помощью К. м. удалось понять природу металлического состояния, полупроводников, ферромагнетизма и множества других явлений, связанных с природой движения и взаимодействием микрочастиц материи, не объясняемых классической механикой, [c.124]

Как указывает Захтлер [396], работа выхода. Вольта-потенциал, фотоэлектрическая эмиссия, эмиссионная микроскопия, электропроводность пленок, магнитные свойства малых частиц и ИК-спектры говорят о том, что хемосорбционная связь между металлом и адсорбатом очень похожа на объемную, причем силы связи различаются не более чем на 10%. При хемосорбции атом металла частично теряет металлические свойства отсюда — изменение электропроводности и намагничивания. Связь Ме—Ме частично разрывается и образуется связь с адсорбатом отсюда — легкая подвижность атомов металла на поверхности. Можно видеть, что все эти соображения близки к выводам из мультиплетной теории. [c.215]

Обычно полагают, что способностью диффундировать в металл катода обладает атомарный водород, пoявляющиif я на поверхности катода в результате разряда ионов Н3О+ (в кислых растворах электролитов) или молекул Н2О (в нейтральных и щелочных растворах, а также, по-видимому, и в кислых растворах при больших плотностях така катодной поляризации [145]). Превращение иона гидроксония или молекулы воды в атом водорода связано с переходом электрона с металла катода на частицу П3О+ или Н2О, находящуюся у границы раздела металл— раствор. Строгая количественная теория электронных переходов на указанной границе раздела в настоящее время еще не создаиа. Результаты работ [146—150] по переходу электрона между металлическим катодом и ионом в растворе не приложимы к случаю, когда происходит значительное изменение длины и энергии связей в реагирующей частице. При катодном выделении водорода [c.45]

Причина такого поведения ароматических молекул была качественно установлена Гюккелем [84], Убелоде [85] и количественно — Паулингом [86], Лондоном [87] и Бруксом [88]. В ароматических соединениях есть вероятность,, что некоторые электроны не связаны с отдельными атомами, но движутся вокруг всего кольца. Согласно Паулингу, один (р) электрон на ароматический атом углерода имеет возможность двигаться между смежными углеродными атомами под влиянием возникшего поля. -Молекулы, содержащие несколько спаянных ароматических колец, обнаруживают возрастание главной восприимчивости, перпендикулярной к плоскости колец. Поэтому можно ожидать, что этот эффект достигнет максимума в графите, что на самом деле и имеет место. По Кришнану [89], главные молярные восприимчивости графита равны —5 Ю""6 в плоскости кольца и —275 10"6 перпендикулярно к плоскости кольца. Убелоде указывает на то обстоятельство, что в графите обнаруживается известная связь между этим эффектом и теорией металлической проводимости. Интересно, что анизотропия и средняя восприимчивость графита имеют тенденцию к убыванию вместе с уменьшением размеров кристаллических зерен [90, 91] ). [c.75]

Металлические элементы характеризуются образованием мо-ноатомных паров и кристаллических структур с большими координационными числами. При этом количество имеющихся валентных электронов оказывается недостаточным для связывания атомов при помощи электронных пар или даже отдельных электронных связей. Связь обеспечивается в результате того, что атомы, отдавая в образованную структуру свои валентные электроны, превращаются в положительно заряженные ионы, которые удерживаются в узлах решетки благодаря электростатическому взаимодействию со всей совокупностью электронов. Следует отметить, что в теории ковалентной связи термин валентность используется для описания числа связанных электронов, приходящихся на ато№ в модели коллективизированных электронов. Валентностью иногда называют число электронов, участвующих в электрической проводимости. Это число может быть значительно меньше, чем число электронов, находящихся на внешней незаполненной оболочке изолированного атома. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология