Связи элементами второго периода

Рассмотрите, как меняется порядок связи в двухатомных молекулах элементов второго периода, находящихся в газовой фазе. Как меняется при этом прочность связей [c.35]

На примере Н2 и р2 можно понять, что происходит во многих молекулах, где электронные пары образуют связи, в результате чего каждый атом, приобретает замкнутую электронную оболочку. Для построения замкнутой электронной оболочки атому водорода требуются два электрона, которые заполнят его валентную Ь-орбиталь. Каждому атому элемента второго периода требуется для создания замкнутой электронной оболочки восемь- электронов (восьмерка октет), потому что на 2х- и 2р-орбиталях размещается до восьми электронов (2 "2р ). Это требование получило название правила октета. В примере с молекулой 2 каждый атом Р после образования связи оказывается окруженным восемью электронами. [c.467]

В соответствии с закономерным развитием электронных структур атомов характер химической связи (а следовательно, структуры и свойств) однотипных соединений в периодах и группах периодической системы изменяется закономерно. На примере бинарных соединений элементов второго периода [c.246]

Проведенный выше обзор валентности элементов второго периода периодической системы позволяет понять причину отличия этих элемеитов от других. Особенно сильно это отличие выражено у трех элементов — азота, кислорода и фтора. Кроме особенностей,. обусловленных малым радиусом атомов и ионов, отличия данных элементов связаны также и с тем, что их внешние электроны находятся во втором слое, в котором имеются только четыре квантовые ячейки. Поэтому данные элементы не могут проявлять высокие валентности, которые известны для их аналогов. [c.83]

Рассмотренные примеры показывают, что атомы обладают разнообразными возможностями для образования ковалентных связей. Последние могут создаваться и за счет неспаренных электронов невозбужденного атома, и за счет неспаренных электронов, появляющихся в результате возбуждения атома ( распаривания электронных пар), и, наконец, по донорно-акцепторному способу. Тем не менее, общее число ковалентных связей, которые способен образовать данный атом, ограничено. Оно определяется общим числом валентных орбита-лей, т. е. тех орбиталей, использование которых для образования ковалентных связей оказывается энергетически выгодным. Квантовомеханический расчет показывает, что к подобным орбиталям принадлежат s- и р-орбитали внешнего электронного слоя и -орбитали предшествующего слоя в некоторых случаях, как мы видели на примерах атомов хлора и серы, в качестве валентных орбиталей могут использоваться и d-орбитали внешнего слоя. Атомы всех элементов второго периода имеют во внешнем электронном слое четыре орбитали при отсутствии (i-орбиталей в предыдущем слое. Следовательно, на валентных орбиталях этих атомов может разместиться не более восьми электронов. Это означает, что максимальная ковалентность элементов второго периода равна четырем. Атомы элементов третьего и последующих периодов могут использовать для образования ковалентных связей не только s- и р-, но также и d-орбитали. Известны соединения d-элементов, в которых в образовании ковалентных связей [c.125]

Гибридизация в молекулах аммиака и воды. Мы вкратце обсудили геометрическое строение соединений бериллия, бора и углерода, пользуясь концепцией гибридизации. При дальнейшем движении по периоду вправо мы переходим к соединениям азота и кислорода, геометрия которых уже обсуждалась в рамках чистых р-орбиталей. Такое рассмотрение нельзя признать целиком удовлетворительным, если помнить, что экспериментальные значения валентных углов в молекулах HgN (107°18 ) и Н О (104°ЗГ) больше, чем между чистыми р-орбиталями (90°). С другой стороны, экспериментальные величины гораздо ближе к 109°28 — тетраэдрическому углу при sp -гибридизации связей. Так возникла идея о существовании общей для всех элементов второго периода гибридизации атомных s- и р-орбиталей. В применении к молекулам HgN и HjO это выглядит так, как показано на рис. III. 15. Октет электронов вокруг каждого центрального атома располагается на четырех sp -гибридных орбиталях, причем в моле- [c.183]

Химические связи элементов второго периода [c.69]

Льюисовыми структурами (валентаыми структурами, валентными схемами) называются графические электронные формулы молекул и комплексных ионов, где для обозначения обобществленных между атомами связьшающих электронных пар (связей) используются прямые линии (валентные штрихи), а для обозначения неподеленных пар электронов используются две точки. Для молекул и комплексных ионов, содержащих только элементы первого и второго периодов, наилучшие льюисовы структуры характеризуются тем, что в них каждый атом окружен таким же числом электронов, как атом благородного газа, ближайшего к данному элементу по периодической системе. Это означает, что атом Н должен быть окружен двумя электронами (одна электронная пара, как у Не), а атомы неметаллических элементов второго периода (В, С, К, О, Г) должны быть окружены восемью электронами (четыре электронные пары, как у 1 е). Поскольку восемь электронов образуют замкнутую конфигуращ1Ю 2х 2р , правило записи льюисовых структур требует окружать каждый атом элемента второго периода октетом (восьмеркой) электронов, и поэтому называется правилом октета. [c.501]

ПИЯХ с кислородом, следовательно, можно ожидать, что азот пятивалентен в таких соединениях, как азотная кислота ННОз и азотный ангидрид МоОд. Поскольку, однако, азот является самым типичным неметаллом среди элементов V группы и одним из наиболее характерных неметаллов вообще, связь между атомами азота и кислорода должна носить по преимуществу ковалентный характер. По теории ковалентной связи соединение атомов в. молекулы осуществляется за счет образования общих электронных пар из неспаренных электронов различных атомов. Валентность элементов равна числу неспаренных электронов у атомов соединяющихся элементов. Поскольку же максимальное число неспаренных электронов у атомов элементов второго периода не может превышать четырех, то и максимальная валентность всех элементов этого периода, включая азот, не должна быть выше четырех. [c.78]

Относительная прочность о- и л-связей зависит от периода в периодической системе, в котором расположены образующие молекулу атомы. Для атомов элементов второго периода прочность о- и л-связей примерно одинакова. Элементы, расположенные ниже второго периода, достаточно прочных (р — р) л-связей не образуют. Это можно объяснить следующим образом. Как видно из схемы образования л-связи, для перекрывания р-орбиталей атомы должны быть расположены достаточно близко Друг к другу. В группе сверху вниз радиусы атомов увеличиваются, причем наибольшее увеличение радиусов, примерно на 7з, наблюдается при переходе от второго к третьему периоду. Такое увеличение радиусов приводит к тому, что атомы не могут приблизиться на достаточно близкое расстояние, необходимое для перекрывания р-орбиталей с образованием л-связи. Поэтому атомы элементов, расположенных ниже второго периода, образуют друг с другом только ст-связи. Отсюда становится понятным, например, тот факт, что не существует устойчивых молекул 82 и Р2, аналогичных О2 и N2, хотя в простых веществах сера и фосфор соответственно двух- и трехвалентны, так же как кислород и азот. Сера и фосфор образуют различные полимерные молекулы, состоящие из большого количества атомов, только с ст-связями. Полимерное строение молекул серы и фосфора является причиной того, что простые вещества, образуемые этими элементами, находятся при обычных условиях в твердом состоянии. Молекулы, в которых азот и фосфор, кислород и сера образуют только а-связи, имеют одинаковое строение, например, ЫНз и РНз, Н2О и Н23. [c.83]

Большое различие между двумя системами обусловлено тем, что я-связи элементов второго периода по своей силе обычно сходны или даже прочнее, чем соответствующие а-связи, но [c.150]

В молекулах элементов второго периода МО образуются в результате взаимодействия атомных 25- и 2р-орбиталей участие внутренних 15-электронов в образовании химической связи здесь пренебрежимо мало. Так, на рис. 49 приведена энергетическая схема образования молекулы г здесь имеются два связывающих электрона, что соответствует образованию простой связи. В молекуле же Веа число связывающих и разрыхляющих электронов одинаково, так что эта молекула, подобно молекуле Нез, [c.147]

Бериллий. В молекуле бериллия, Всг, четыре валентных электрона. Два из них спарены на связывающей молекулярной орбитали а , а два-на разрыхляющей а. Такая электронная конфигурация означает отсутствие эффективного числа связей, что согласуется с опытными данными - в отличие от устойчивых двухатомных молекул элементов второго периода молекула Вб2 не существует. [c.525]

Азот имеет наибольшую энергию связи и наименьшую длину связи среди всех двухатомных молекул элементов второго периода, соответственно 942 кДж моль и 1,10 A. Возрастание энергии связи с повышением теоретического порядка связи (простая, двойная, тройная связь), показанное на рис. 12-10, происходит с поразительным постоянством. Как и предсказывает теория, молекула обладает парамагнитными свойствами. [c.528]

Рассмотрим строение молекул, образованных нз атомов элементов второго периода. Для этих молекул можно считать, что электроны первого электронного лоя (/С-слой) атомов не принимают участия в образовании химической связи. Оии составляют остов, который в записи структуры молекулы обозначают буквой К. [c.104]

Полная сводка данных по гомоядерным молекулам элементов второго периода и некоторым их ионам с указанием энергии связи и длины связи приведена в табл. 9. [c.64]

Решение. Для перевода тяжелых молекул из жидкого состояния в газообразное требуются большие затраты энергии, и температуры кипения таких веществ выше. Этому требованию отвечает последовательность НгЗ —НгЗе —НгТе. Аномалия для воды объясняется агрегацией ее молекул в более крупные образования за счет водородной связи, которая проявляется прежде всего в водородных соединениях сильно электроотрицательных элементов второго периода периодической системы. Перевод молекул воды в газообразное состояние требует дополнительных энергетических затрат на разрыв водородных связей в жидкости. [c.37]

Максимальное число связей атома азота в его соединениях равно четырем, как и для других элементов второго периода. Это реализуется, например, в катионе NH4+, где осуществляется 5рз-гибридизация. [c.529]

Как было показано на примере 5Рб, элементы второго периода могут использовать для образования связей -орбитали. Вследствие высокой электроотрицательности фтора на центральном атоме кремния, который значительно менее электроотрицателен, создается положительное поле (разд. 35.6.3.2). Благодаря этому -орбитали сжимаются и становятся способными принимать участие в с зр -гибридизации. Число связывающих [c.559]

Другие элементы. Для элементов третьего и последующих периодов возможные ковалентности могут быть выше, чем для элементов второго периода. Это связано с тем, что при главных квантовых числах, отличающихся от 1 и 2, т. е. для внешних электронных оболочек атомов 3-го и последующих периодов, существуют внешние -подоболочки. Например, для атома серы, являющегося [c.124]

Строение и свойства двухатомных молекул Ы2, В2, Сг, N2, О2, F2, СО, N0 и др. наиболее просто, наглядно и правильно объясняются методом МО. В молекулах элементов второго периода МО образуются в результате взаимодействия атомных 2s- и 2р-орбиталей участие внутренних ls-электронов в образовании химической связи здесь пренебрежимо мало. Так, на рис. 4.20 приведена энергетическая схема образования молекулы Lia здесь имеются два связывающих электрона, что соответствует образованию простой связи. [c.127]

Аналогичная закономерность в изменении температур, энтальпий и энтропий фазовых переходов наблюдается и у водо- родных соединений главных подгрупп V и VII групп. Следовательно, сильно электроотрицательные элементы второго периода Р, О и N проявляют высокую склонность к образованию водородной связи, что мало характерно для их аналогов из нижележащих периодов. [c.32]

В Н-связи водородный мостик может связывать не любые два атома. Наиболее ярко выражена эта способность у атомов сильно электроотрицательных элементов — Р, О и N. значительно слабее у хлора и серы. В некоторых случаях водородная связь образуется с участием связи С—Н. Между гидридами элементов второго периода НР, НаО, К Нз, которые являются сильно полярными молекулами, а также атомными группами (—ОН,—КНа,—N1-1—00— и т. и.), содержащими водород, существует взаимодействие, оказывающее значительное влияние на свойства образующихся структур. [c.127]

Комбинирование р-орбиталей. Для обсуждения типа связей, образуемых атомами элементов второго периода, необходимо рассмотреть правила комбинирования р-орбиталей, которые имеют определенную специфику, связанную с их симметрией. Затем полученные результаты мы применим к молекулам типа Аа- Для этой цели прежде всего необходимо выбрать единую систему координат, поскольку различные 2р-орбитали неодинаково ориентированы в пространстве. Такая система показана на рис. П1.20, где ось г совпадает с линией, [c.187]

Поэтому в заполненном валентном уровне атомов элементов второго периода следует ожидать большого сопротивления заметным отклонениям углов между связями от предпочтительного тетраэдрического угла. [c.225]

В настоящее время установлено, что кратные, или л-связи в комплексах металлов могут получаться, по крайней мере, двумя путями. Во-первых, в результате перенесения с е-электронов, кото рые не могут образовывать а-связи, на пустые рг.-орбитали, локализованные на лигандах, и, во-вторых, перенесением е-электро-нов на пустые йл-орбитали, локализованные на лигандах. Первый тип связи, называемый иногда л — Ря-взаимодействием, имеет место тогда, когда донорным является атом элемента второго периода, например N в N62, С в СО или в СМ". Второй тип связи., названный л— л-взаимодействием, осуществляется в том случае, если донорным атомом будет атом элемента третьего и последующих периодов, например Р, 5 и т. д., которые имеют пустые, пригодные для образования связи -орбитали. Этот так называемый обратный перенос электронов от металла к лиганду обуславливает не только увеличение прочности связи, но и, с другой стороны,, уменьшение чрезмерного отрицательного заряда на атоме металла Третий тип дативных я-связей, включающий рл—рл-перекрыва-ние, существует, как предполагают, в некоторых комплексах бора, но этот случай нужно рассматривать как исключительный. Наконец, было предположено, что в некоторых переходных состояниях комплексов имеет место четвертый тип л-связей, возникающий при переносе л-электронов от лиганда на вакантную -орбиталь металла. Однако этот факт имеет только косвенное подтверждение [c.254]

Рассматривая связь электроотрицательности с положением элемента в периодической системе, можно отметить некоторые закономерности. В горизонтальных направлениях периодической системы (по периодам) наблюдается увеличение электроотрицательности (особенно для элементов главных подгрупп). Например, электроотрицательность элементов второго периода увеличивается от 1,0 для лития до 4,0 для фтора электроотрицательность элементов третьего периода — от 0,9 для натрия до 3,0 для хлора. В вертикальных направлениях периодической системы (по подгруппам) наблюдается уменьшение электроотрицательности. Так, в подгруппе ш,елочных металлов электроотрицательность уменьшается от 1,0 для лития до 0,7 для цезия в подгруппе галогенов — от 4,0 для фтора до 2,2 для астата. [c.81]

Из данных табл. 31 видно, что при последовательном переходе от одного периода к другому растет координационное число элементов. Так, для элементов первого периода его предельное значение равно 2, у элементов второго периода — 4 (одна 5- и три р-орбитали). У атомов элементов третьего периода появляются -орбитали и в связи с этим координационное число может быть равно б (з-, р-, -орбитали). Элементы пятого и шестого периодов могут образовывать комплексные соединения с еще более высоким координационным числом. [c.247]

Однако совершенно очевидно, что при поступлении электронов от соседнего атома или при образовании л-связей кремний, фосфор и сера используют для достройки электронного октета 3 -opбитaли. Для полной ясности следует указать, что для объяснения свойств таких связей не всегда надо привлекать -орбитали. Эти свойства можно рассматривать с позиций резонансного эффекта, преимущественно ионного по характеру. Тем не менее многие необычные свойства связей элементов второго периода удобно интерпретировать, хотя и не вполне строго, опираясь на Зsp -гибpидизoвaнныe структуры. Некоторые примеры, подтверждающие участие -орбиталей в образовании связей этими элементами, приведены ниже. [c.33]

Ниже приведены данные по энергиям связи, межъядер-ным расстояниям и магнитным свойствам двухатомных молекул элементов второго периода [c.47]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

Наибольшая часть азота (- 99,8% или 4-10 т) находится в атмосфере, потому что молекула N2 очень прочна, энергия связи в пей равна 941 кДж/моль (молекула N2 единственная среди молекул Эа элементов второго периода, где связь тронная, это одна из наиболее прочных молекул и самая прочная из молекул вида Э2). Поэтому поиоодные процессы, в основном, имеют тенденцию псрер- пмть - яння в различных соединениях в молекуляр- [c.392]

Решение. Водородная связь образуется между молекулами полярных соединений (или внутри их) за счет взаимодействия атомов водорода с атомами сильно электроотрицательных элементов второго периода (Р, О, Ы). Поэтому возникновение водородной связи и образование ассоциатов из молекул более вероятно в случае С2Н5ОН, что приведет к повышению его температуры кипения по сравнению с СзНбЗН. [c.37]

Водородная связь имеет наибольшую прочность в комбинациях водорода с наиболее электроотрицательными элементами второго периода Периодической системы фтором (электроот- [c.74]

Для атомов элементов второго периода системы Д. И. Менделеева можно принять, что электроны первого слоя ( = ) не участвуют в образовании химической связи они составляют остов молекулы (обозначим его буквой К), молекулярные орбитали образуются Б процессе взаимодействия атомных 2з- и 2/ -ор6италей. [c.115]

Мы уже обсуждали (гл. 6) факторы, определяющие форму неорга нических молекул, составленных из атомов переходных элементов. Главным образом это — размер и заряд центрального иона, наличие свободной электронной пары, возможность расширения валентного уровня сверхоктета, являющегося предельным для элементов второго периода, способность к образованию л -связей. стерические требования к группам, связанным с центральным атомом, и, вероятно, важнее всего принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов, не имеющих свободных электронных пар, следует ожидать, и это действительно обнаруживается, правильные формы. Молекулы с координационными числами 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 характеризуются следующими структура, чи линейной, треугольной, правильной тетраэдрической, тригональной бипирамидой, октаэдрической, пятиугольной бипирамидой и квадратной (архимедовой) антипризмой. Можно сказать, что всякий раз, когда электронный уровень атома переходного элемента, не принимающий участия в связи, будет иметь сферическую симметрию, структура таких комплексов будет правильной, определяемой только координационным числом. Можно вы писать электронные конфигурации, которые приводят к правильным симметричным комплексам. Для наиболее распространенных координационных чисел 6 и 4 имеют место следующие конфигу рации [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология