Молекула энергетическая характеристика

Энергетические характеристики атомов — энергия ионизации и сродство к электрону. Поведение атомов в химических процессах в значительной мере зависит от того, насколько прочно их электроны удерживаются на орбиталях. Важной характеристикой атома, количественно определяющей способность отдавать электрон, является энергия ионизации — энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома, находящегося в нормальном состоянии. Это понятие применимо и к молекулам. Энергию ионизации обычно выражают в электронвольтах. Энергию ионизации, так же как и уровни энергии электронов в атомах, можно определить из спектральных данных. [c.31]

Далее мы вернемся к этим функциям, а сейчас обратимся к энергетическим характеристикам молекулы водорода, получаемым в методе Гайтлера— Лондона. [c.145]

Метод валентных связей дает теоретическое обоснование широко применяемым химиками структурным формулам. Большое достоинство метода заключается в его наглядности. Однако представление о локализованных (двухцентровых, двухэлектронных) химических связях оказывается слишком узким для объяснения многих экспериментальных фактов. В частности, метод валентных связей несостоятелен для описания молекул с нечетным числом электронов, большой группы молекул с дефицитом электронов, свойств соединений, синтезированных в последнее время. Большие трудности испытывает этот метод при объяснении магнитных свойств соединений, их окраски, энергетических характеристик молекул и многих других важных экспериментальных фактов. [c.83]

Одна из основных задач химии — установить зависимость между строением молекул, энергетическими характеристиками химических связей и реакционной способностью веществ, а также изучить влияние различных факторов на скорость и механизм реакций. Зная механизм химического превращения, можно поставить и решить задачу управления химическим процессом. Скорость и механизм химических превращений изучает особый раздел химии — химическая кинетика. [c.170]

Основной теоретической задачей в химической кинетике является создание такой системы взглядов и уравнений, которая позволила бы, исходя из молекулярных параметров реагирующих компонентов и внешних условий протекания процесса, вычислить его скорость. К молекулярным параметрам относятся масса реагирующих молекул, геометрическая конфигурация, порядок связи отдельных атомов и атомных групп в молекуле, энергетическая характеристика отдельных связей, совокупность возможных энергетических состояний молекулы. Под внешними условиями понимается давление (или концентрации), температура, условия, в которых осуществляется процесс (например, проведение реакции в статических условиях или в потоке). В решении этой задачи важным этапом является интерпретация кинетических закономерностей при химических превращениях с позиций молекулярно-кинетической теории, поэтому настоящая глава и посвящается те.м основам молекулярно-кинетической теории, которые будут использованы далее при решении поставленной задачи. [c.84]

Совокупность стадий, из которых складывается химическая реакция, называется ее механизмом. Молекулярно-кинетическая теория позволяет на основе данных о массе, форме и размерах молекул, энергетической характеристики отдельных связей атомов или атомных групп в молекуле, а также с учетом совокупности энергетических состояний молекулы и внешних условий вычислить скорость процесса. В химической кинетике постулируется, что для осуществления элементарной реакции взаимодействующие молекулы, атомы, радикалы или ионы должны столкнуться. При этом следует учитывать, что молекулы взаимодействуют не только в момент их, столкновения в элементарном акте, но проявляется дальнодействие молекул и тогда, когда они не сталкиваются. [c.113]

К простейшим системам с химическими связями принадлежат те молекулы, построение которых из атомов правильно описал еще Авогадро, — это двухатомные молекулы газообразных элементов (На, N2 и т. д.). Самой простой молекулой является система из трех частиц с одной химической связью — молекулярный ион На , состоящий из двух протонов и одного электрона. Прежде чем рассматривать причины устойчивости простых молекул и для того, чтобы понять сущность химической связи в простейших формах ее проявления, следует познакомиться с экспериментальными доказательствами существования энергетических уровней в молекулах. При переходе от атомов к молекулам энергетические характеристики значительно усложняются, так как кроме изменения энергии электронов появляется возможность изменений вращательной и колебательной энергии. Изменения энергии, как правило, накладываются одно на другое, поэтому спектры молекул весьма сложны. Различают приблизительно три типа спектров вращательные в длинноволновой инфракрасной области (500—50 мкм), вращательно-колебательные в коротковолновой инфракрасной области (10—1 мкм) и вращательно-колебательные электронные в видимой и ультрафиолетовой областях. [c.71]

Энергетика образования из простых тел представлена на рис. 308. Для двухатомных молекул энергетическая характеристика образования газообразных молекул из атомов приведена ниже. [c.329]

Энергетическая характеристика молекул исследованных [c.10]

Таким образом, молекулярные спектры позволяют определить геометрические, динамические и энергетические характеристики молекул. При этом для дипольных молекул первые две группы могут быть определены из находящихся в инфракрасной части спектра вращательно-колебательных спектров. [c.528]

При несоблюдении этого условия образование МО становится затруднительным или полностью исключается. Наиболее полное [взаимное перекрывание АО способствует образованию в молекуле / прочной связи между атомами. Энергетической характеристикой МО служит ее потенциал ионизации (с. 48), который соответствует энергии, необходимой для отрыва от МО электрона. [c.58]

Приведенное значение энергии связи Ое заметно отличается от экспериментального значения )е(эксп) = 9,906 эВ. Учет энергии корреляции (см. гл. 4, 6) позволяет существенно улучшить теоретическую оценку Ве. При обсуждении качества базиса следует обращать внимание не только на энергию, но и на такие физико-химические величины, как дипольный и квадрупольный моменты, диамагнитная восприимчивость, электростатический потенциал на ядрах и градиент электростатического потенциала, константа экранирования и тд. Некоторые из перечисленных величин изменяются по мере улучшения энергетических характеристик монотонно, а другие - немонотонно, например дипольный момент. Некоторые расширенные базисы, вполне приемлемые для оценки энергии, воспроизводят дипольный момент с довольно большой погрешностью. Включение в базисный набор поляризующих функций оказьшается весьма существенным. Это обстоятельство следует иметь в виду при решении конкретных задач. Например, при вычислении энергии взаимодействия полярных молекул важно получить достаточно точное значение ДИП0ЛЫ10Г0 момента в заданном базисе, так как дипольный момент определяет существенную компоненту в энергии взаимодействия -индукционное слагаемое. Поляризующие функции важны и при вычислении величины <г >, через которую выражается диамагнитная восприимчивость [c.242]

Термодинамические свойства большого числа веществ были определены с помощью статистических методов. В основе их лежат тоже экспериментальные данные. Но это — данные совсем другого рода. Одни из них характеризуют расстояния между атомами в молекуле и ее моменты инерции, другие, основанные на спектральных исследованиях, приводят к энергетической характеристике колебательных движений атомов в молекуле, уровней возбуждения атомов и молекул, в том числе и электронных уровней, что особенно важно для области очень высоких температур. [c.32]

То же самое относится и к фазовому пространству, поскольку для газа и кристалла неодинаково число возможных вариантов состоянии, различающихся энергетическими характеристиками частиц (молекул, атомов или ионов). Энергия колебательного движения частиц в кристалле может принимать лишь некоторые дискретные значения, определяемые законами квантовой механики для газа же подобных ограничений нет — энергия поступательного движения возможна любая. [c.73]

Как известно, образование молекулы из атомов обусловлено взаимодействиями валентных электронов этих атомов. Химические связи, образующиеся в молекуле между взаимодействующими атомами, и прежде всего пространственные и энергетические характеристики этих связей, представляют собой важнейший фактор, определяющий физико-химическое поведение молекулы. Кроме того, важнейшее свойство химического элемента—валентность — определяется как число химических связей, которые его атом образует в конкретной молекуле. [c.21]

В истории квантовой химии теория молекулы водорода сыграла особую роль. Приведем в связи с этим и прецизионные энергетические характеристики этой молекулы (табл. 4.14). [c.232]

Таблица 4.14. Энергетические характеристики молекул и В

Спектроскопия видимого и ультрафиолетового излучения. Изучение электронных переходов производится с помощью видимого н ультрафиолетового излучений. Это дает возможность определить энергетические характеристики молекул — энергию возбуждения, энергию ионизации и энергию химической связи. Последнюю определяют при действии излучения, вызывающего диссоциацию молекул. [c.175]

Уникальность методов рентгено- и фотоэлектронной спектроскопии — в возможности детального изучения тонких поверхностных слоев. При совместном использовании нескольких методов, включая применение оже-микрозонда, открывается возможность исключительно тонкого локального, а с ионным травлением — и профилированного послойного анализа твердых образцов с разрешением по поверхности 50—200 нм, а по глубине от 1 до нескольких нанометров. Уникальны также количественные энергетические характеристики, получаемые из фотоэлектронных спектров, и представляющие опорные данные для развития квантовой теории строения молекул и веществ. [c.165]

Из этого уравнения видно, что восстановление перманганата связано не только с присоединением 5 электронов. Одновременно идет процесс разрушения сложного иона МпОГ причем ионы кислорода связываются с ионами водорода, образуя молекулы воды. В общей энергетической характеристике реакции эта сторона процесса имеет очень большое значение. Окислительный потенциал в таких случаях зависит не только от концентраций окисленной (МпОГ) и восстановленной (Мп ) форм, но также от концентрации ионов водорода [c.356]

Если молекула А приближается к молекуле ВС, связь в которой должна быть разорвана в ходе реакции, то сначала ослабляется связь В—С, причем тем заметнее, чем больше сближаются А и В. Энергетическая характеристика этого процесса находит свое выражение в энергии активации. В активированном комплексе (А - - В- - С) связи между тремя частицами ослаблены приблизительно в равной мере, и, наконец, при дальнейшем сближении А с В частица С удаляется из активированного комплекса. На основе теории Эйринга можно также дать качественное объяснение фактора столкновения ко. Скорость реакции определяется распадом активированного комплекса на продукты реакции и пропорциональна частоте колебаний активированного комплекса вдоль координаты реакции [c.173]

Группа методов рентгено- и фотоэлектронной спектроскопии, включая оже-спектроскопию, позволяет получать данные об энергиях отрыва электро нов от атомов и молекул как с внешних — валентных оболочек, так и с внутренних оболочек атомного остова. Это эффективные методы структурных исследований и высокочувствительные неразрушающие аналитические методы изучения молекул в газовой фазе, поверхности твердых тел, биологических объектов и полимеров. Особенно широко и продуктивно они применяются в катализе, адсорбции, электронике, а также как методы прямого измерения энергетических характеристик электронных состояний атомов и молекул. Эти характеристики являются уникальными в отношении возможности сопоставления их с теоретическими представлениями и модельными расчетами. [c.133]

Методы рентгено- и фотоэлектронной спектроскопии в применении к явлениям адсорбции позволяют изучать и решать ряд проблем. С одной стороны, это идентификация продуктов на адсорбенте, исследование электронной структуры адсорбатов в зависимости от строения адсорбента и нахождение энергетических характеристик взаимодействия адсорбат — адсорбент. С другой стороны, это определение мест локализации адсорбированных молекул, поверхностной концентрации, степени покрытия поверхности, изучения кинетики адсорбции или каталитической реакции, выяснение механизмов адсорбции и каталитического действия металлов и сплавов и т. д. [c.162]

В первом приближении реакционная способность молекулы зависит только от распределения электронных индексов в ее статическом состоянии. Но этот под.ход не учитывает поляризационные эффекты молекул в условиях реакции. Переходное состояние позволяет связать строение реагирующих частиц с энергетическими характеристиками про- [c.163]

Проблема химической. ев ви. Чем определяются реакционная способность, структура, форма, электрические и энергетические характеристики молекул [c.8]

К энергетическим характеристикам относятся энергии образования молекул, энергии отдельных связей и пр. [c.523]

Межфазовая граница. В зависимости от поставленной задачи границу между фазами рассматривают в виде математической поверхности или в виде промежуточного слоя. Эта граница обладает особыми свойствами, которые определяются различием энергетических характеристик молекул на поверхности и в объеме фазы. [c.28]

Сродство к электрону. Другой важной энергетической характеристикой атома является сродство атома к электрону (СЭ). Сродством к электрону называют изменение энергии в процессе присоединения электрона к атому или молекуле при О К (на низший незанятый уровень) [c.59]

Для характеристики молекул необходимо знать ряд их свойств и структурных особенностей. К числу их относится пространственное расположение атомных ядер в молекуле, которое задается такими молекулярными параметрами, как межъядерные расстояния и углы между ними, а также энергетические характеристики (энергия диссоциации). [c.106]

Если энергетические характеристики молекулы в целом недостаточно надежно воспроизводятся методом МОХ, то те ее свойства, которые определяются видом отдельных МО или их совокупностью, оцениваются методом значительно более точно. [c.249]

Получение высокоэффективных топлив путем синтеза углеводородов связано с большими трудностями, так как в молекулу углеводорода наряду с водородом, обладающим высокой теплотой сгорания (28 700 ккал1кг), входит углерод, теплота сгорания которого невысока (7800 ккал/кг). Вместе с тем известен ряд элементов, теплота сгорания которых значительно выше, чем у углерода. Таким образом, путем замены углерода на высококалорийный элемент можно получить топливо с очень хорошими энергетическими характеристиками. Так, например, бор имеет теплотворность на 78% выше, чем углерод. При содержании примерно такой же весовой доли водорода, как и в углеводородах, бороводороды при сгорании дают на 50—60% больше тепла. [c.91]

Эти области определены однозначно вследствие однозначности и непрерывности функции адиабатического потенциала. Случай двух конформеров (Л и В) иллюстрирует рис. 29. Такой подход позволяет распространить концепцию конформационной изомерии на молекулы, находящиеся на ненулевых вращательных и колебательных уровнях. Конформеру отвечают усредненные (с учетом заселенностей энергетических уровней) геометрические и энергетические характеристики, наблюдаемые в эксперименте. Разумеется, если существенно засе)1ены уровни, лежащие выше перевальной точки, пара конформёров превращается в один (АВ на рис. 29). Это происходит при достаточно высоких температурах. Э. Илиел (1977 г.) указывал, что трудно определить изомеры безотносительно 8 температуре рассматривать два минимума как отве- [c.139]

Показано, что МСС можно рассматривать как статистический ансамбль квазичастиц (псевдокомпонентов), средние энергетические характеристики молекулярных орбиталей которых определяют реакционную способность, термостойкость и другие свойства. Химическая активность нефтяных систем обусловлена особыми квазичастицами, включающими в определенной статистической пропорции все компоненты системы. Реакционная способность системы в целом обусловлена характеристиками электронной структуры этих частиц. Для углеводородных систем можно эмпирически определить параметры реакционной способности. Предложены способы определения энергии этих псевдомолекулярных орбиталей, основанные на установленной взаимосвязи интефальных показателей поглощения молекул органических соединений с их усредненными по составу эффективным потенциалом ионизации (ПИ) и сродством к электрону (СЗ). Установлено, что энергии псевдомолекулярных фаничных орбиталей определяют реакционную способность МСС в процессах полимеризации и олигомеризации, реакционную способность ароматических фракций в процессах карбонизации, растворимость асфальтенов. Исследованы эффективные СЭ и ПИ высокомолекулярных соединений и различных фракций, в том числе асфальто-смолистых веществ (АСВ). Доказана повышенная электронодонорная и элекфоноакцепторная способность последних. На основе представлений о поливариантности химических взаимодействий в многокомпонентных системах и образования [c.223]

Рассмотренная термодинамическая вероятность учитывает только такие микросостоя-ния, которые различаются расположением молекул в физическом пространстве, т. е. значениями трех пространственны < координат. Однако для полного описания микросостояния этого мало, нужно указать еще и энергетические характеристики молекул составляющие скорости их поступательного движения вдоль каждой из координатных осей, а для многоатомных молекул также скорости вращательного движения и энергию внутримолекулярных колебаний. Таким образом, для полного описания состояния каждой молекулы нужно указывать не три, а п (шесть или более) параметров. Считая каждый из этих параметров координатой в воображаемом /г-мерном пространстве (его называют фазовым пространством), термодинамическую вероятность состояния определяют аналогично тому, как это сделано выше для трехмерного пространства — по числу вариантов размещения молекул Б ячейках фазового пространства. [c.78]

Для выяснения указанной связи рассмотрим обратимое изотермическое (при Т = = onst) расширение одного моля идеального газа от начального объема V до конечного V2. Поскольку температура постоянна, энергетические характеристики молекул должны оставаться также неизменными различие состояния обусловлено только изменением числа элементарных ячеек в обычном, физическом пространстве. Следовательно, вероятность можно считать пропорциональной [c.79]

В исследованных смесях трикозан ведет себя как инертный наполнитель по отношению к нафталину. Наоборот, асфальтены относятся к активному наполнителю, так как на участке аб вызывают уменьшение теплоты плавления нафталина, причем на интенсивность процесса сольватации существенное влияние оказывает природа асфальтенов. В присутствии в смеси асфальтенов арланской нефти энергетические характеристики структурообразования выше, чем в случае асфальтенов гудрона западно-сибирской нефти. Это обусловлено большим количеством алифатических фрагментов в структуре асфальтенов арланской нефти, причем длина алифатических цепочек может достигать 35 атомов углерода. Асфальтены гудрона западно-сибирс-кой нефти содержат более короткие алифатические радикалы (3-4 атома углерода), и структура таких асфальтенов имеет более высокую степень ароматизации вследствие термического воздействия на нефтяную систему при получении гудрона. Это увеличивает скорость и уменьшает энергетические затраты в процессе сорбции такими асфальтенами молекул нафталина. [c.156]

Среди статистических теорий в химии наиболее широко используется классическая статистика Больцмана. Лищь поведение электронного газа в твердых телах нельзя описать с помощью этой статистической теории. Тем не менее при обсуждении свойств систем, содержащих множество молекул, используются уже введенные ранее представления (гл. 6) квантовой механики, так как в первую очередь наща цель состоит в том, чтобы показать, как через параметры, определяющие энергию молекулы (поступательного, вращательного, колебательного движения), можно выразить термодинамические свойства всей системы (причем энергетические характеристики задаются как реще-ния уравнения Шрёдингера). [c.291]

Полученное значение энтропии хорошо согласуется с экспериментально найденным 5экс=222,89 Дж/(моль-К). Таким образом, методы статистической термодинамики применены для расчета энергетических характеристик молекул и термодинамическик функций соответствующего вещества из спектроскопических данных. Кроме того, этот пример наглядно показывает, что энтропию газа определяет в основном поступательная составляющая, а колебательная составляющая энтропии почти не сказывается на ее общей величине. [c.307]

Уравнения (7.48), (7.49) лежат в основе РМХ, введенного в практику Р. Хоффманом (1963). В этом методе МО строятся как линейные комбинации валентных АО (STO) всех атомов. Интегралы перекрывания вычисляют исходя из задаваемой геометрии молекулы. Экспоненты радиальных частей могут выбираться из различнь1х источников (см. разд. 3.4). Поскольку интегралы зависят от расстояния между ато шыми центрами и их относительной ориентации, в РМХ в явном виде включается зависимость энергетических характеристик и электронных распределений от молекулярной геометрии. Матричные элементы напротив, ие вычисляются, а заменяются эмпирическими параметрами или аппроксимируются специально подобранными соотношениями, включающими эти параметры. Так, диагональные матричные элементы полагают равными потенциалам ионизации соответствующих валентных электронов, взятых с обратным знаком [c.232]

Если ультрафиолетовая и видимая части молекулярного спектра позволяют устанавливать важные энергетические характеристики молекул — энергии возбуждения, отрыва электронов, разрыва связей и т. д., — то для выяснения простран-,ственной структуры молекул основное значение имеет вращательный спектр (характеризующийся длинами волн от долей миллиметра до сантиметров, т, е, захваты-ван>щий конец инфракрасного спектра и часть области радиоволн). [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология