Тетраэдр, геометрия его

Общеизвестно, что переходные металлы имеют -орбитали, которые лишь частично заполнены электронами. В растворе положительно заряженные ионы этих металлов могут легко соединяться с отрицательно заряженными ионами или другими небольшими электронодонорными химическими группами, называемыми лигандами, с образованием сложных ионов. Геометрия комплекса лиганд—металл зависит от природы иона металла. Комплекс может иметь структуру тетраэдра, плоского квадрата, тригональной бипирамиды или октаэдра. При обсуждении комплексов образованных ионами переходных металлов с лигандами, следует обращать внимание, во-первых, на природу связи лиганд — металл и, во-вторых, на геометрию образовавшегося комплекса. Именно эти факторы влияют на стабильность ионных комплексов. [c.351]

Еще более усложняется геометрия решеток, когда речь идет о химических соединениях, в которых соотношение атомов или ионов не равно 1 1. Рассмотрим решетку флюорита — СаРа. Ионы кальция располагаются в вершинах и центрах граней куба, образующего элементарную ячейку кристалла. Мысленно можно разделить этот куб на восемь кубиков меньшего размера с общей вершиной в центре большого куба (рис. 56). Тогда, как нетрудно видеть, ионы кальция разместятся в четырех из восьми вершин каждого маленького куба, причем так, что никакие два иона не находятся на одном ребре. Такие четыре иона, как известно, образуют тетраэдр, центром которого [c.119]

В состоянии 5р -гибридизации атом углерода связан с четырьмя заместителями. Если представить себе атом углерода находящимся в центре тетраэдра, то заместители расположатся в углах тетраэдра. Примером может служить молекула метана, геометрия которой приведена ниже [c.14]

Поэтому можно ожидать, что отталкивание между парами электронов будет уменьшаться в такой последовательности нп/пп нп/сп > сп/сп. Мы можем использовать эти простые принципы для предсказания геометрии многих молекул. Рассмотрим, например, метан, у которого при углероде находятся четыре связывающие пары электронов. Чтобы свести до минимума отталкивание между этими четырьмя электронными парами, нужно направить их к вершинам тетраэдра, в центре которого будет находиться углерод. Поскольку водороды метана удерживаются этими электронными парами, мы [c.47]

Промежутки между соседними сферами имеют одну из двух возможных трехмерных геометрий. Первая геометрия очерчивается по поверхностям четырех смежных сфер. Призма, построенная из центров соседних сфер (рис. 3.3), имеет форму тетраэдра следовательно, эти промежутки называются тетраэдрическими позициями. Второй тип промежутков образован шестью [c.74]

А 1.1. Замечания по геометрии тетраэдров и октаэдров [c.285]

Механизм образования двойников роста изучен еще недостаточно, но он должен предусматривать отложение определенных группировок атомов углерода, существующих в пересыщенном растворе в двойниковом положении. Например, тетраэдрическая группировка углеродных атомов может присоединяться к грани (111) алмаза в двух позициях. В одном случае она расположится над октаэдрической пустотой, не нарушая геометрии кубической плотнейшей упаковки, в другом — под гранью заселенного тетраэдра, повернутого на угол 60°, т. е. в двойниковом положении по отношению к первому. В последнем случае и возникает гексагональная плотнейшая упаковка, типичная для двойниковой границы. Энергетическая разница между нормальной и двойниковой конфигурацией алмазной решетки невелика. При этом вероятность образования двойников роста должна возрастать с увеличением пересыщения, поскольку возрастет степень ассоциации атомов углерода в растворе и скорость кристаллизации также должна зависеть от присутствия определенных примесей в среде кристаллизации. [c.392]

Тетраэдрические комплексы. Большинство из них относится к одному из четырех типов (рис. 3.18, а—г), геометрия которых передается наиболее наглядно, если тетраэдр представлен четырьмя из числа вершин куба. Первый среди них — простой тетраэдр А4 (без учета концевых лигандов ) (рис. 3.18, а). К нему можно добавить либо 4 атома X, расположенных над центрами граней (рис. 3.18,6), либо 6 мостиковых атомов X по числу ребер (рис. 3.18, в). Эти атомы X, конечно, полностью или в значительной мере обусловливают соединение атомов в данной группировке. В случае б прп наиболее симметричном расположении атомы А и X образуют куб, но следует ожидать, что такая конфигурация будет несколько искажена и это приведет к отклонению валентных углов при атомах А и X от 90°. В случае в шесть атомов X располагаются по вершинам октаэдра наиболее типичным примером являют- [c.118]

Более того, квантовомеханические расчеты электронной структуры молекулы метана показали, нто тетраэдрическая конфигурация этой молекулы отвечает наибольшей, по сравнению со всёми другими возможными для нее конфигурациями, электронной энергии. И только благодаря тому, что этой конфигурации соответствует минимум энергии отталкивания ядер, в результате чего полная энергия молекулы (равная сумме ее электронной и ядерной энергий) оказывается все же минимальной, связи С—Н в метане направлены в углы тетраэдра. Таким образом, геометрия молекулы не обусловлена данным типом гибридизации. Последняя лишь устанавливает соответствие между взаимным расположением ядер и пространственным распределением электронной плотности. Но это не единственная, и даже не главная в современной теории строения молекул, функция концепции гибридизации. [c.209]

До сих пор механизм гидролиза описывался таким образом, как если бы процесс протекал благодаря простым реакциям замещения. Однако, подобно тому как при гидролизе эфиров карбоновых кислот появляется тетраэдр>1ческий интермедиат (как уже указывалось), гидролиз фосфоэфиров проходит через пентакоор-динационный промежуточный продукт в хр -гибридном состоянии. Такой промежуточный продукт имеет геометрию, характерную для пяти электронных пар, расположенных вокруг центрального атома (фосфора), — геометрию тригональной бипирамиды. Дей- [c.122]

Если представить себе молекулу метана, образованную аго-мом углерода с электронной конфш урацией внешнего уровня 28 2р 2р/2р и четырьмя атомами водорода с элек1рон-ной конфигурацией Ь, будет видно, что связи С-Н неэквивалентны, так как со стороны углерода при их образовании принимают участие орбитали разных типов (Зр-орбитали и одна з-орбиталь). Такая молекула не может иметь форму тетраэдра, так как геометрия орбиталей углерода не позволяет образовать четыре одинаковых С-Н связи. Это не сотасуется с нашими представлении об истинной молекуле метана (см. выше). Объяснить феномен просто. [c.191]

Аналогичное влияние геометрии молекул с заторможенным внутренним вращением на удерживание на ГТС проявляется для < )енилзамещенных дифенилов — терфенилов, а также трифенил-метана. Углы поворота между бензольными ядрами в этих молекулах увеличиваются при переходе от пара- к мета- и орто-изомеру. Соответственно уменьш ается их удерживание на ГТС. Так, константы Генри в ряду п-, м- и о-терфенилов при 340°С составляют соответственно 78, 38 и 5 см /м . Молекулы трифенилметана, несмотря на большую молекулярную массу, удерживаются на ГТС еще слабее, так как центральный атом углерода, имеющий электронную конфигурацию ориентирует фенильные группы по углам тетраэдра, что мешает звеньям этих молекул приблизиться к поверхности ГИГС. [c.20]

Координационный полиэдр этого соединения — тетраэдр, однако при относительно малых концентрациях [Н+] происходит изменение его состава и геометрии образуется гидратированный октаэдрический комплекс [Fe(OH2)2 l4] . [c.133]

В некоторых системах с малыми циклами, включая малые пропелланы, геометрия настолько жесткая, что у одного или даже нескольких атомов углерода все четыре валентности направлены в одну сторону от плоскости, что приводит к структуре вывернутого тетраэдра 74 [227]. К пропелланам отно- [c.190]

Геометрическая форма (симметрия) комплексного иона зависит и от природы лигандов, т. е. от степени их взаимодействия между собой. Для одинаковых лигандов, например в ацидокомп-лексах, можно предвидеть геометрию комплексных ионов. Как показал М. А. Порай-Кошиц, ацндокомплексы с ионами галогенов, ионами СЫ-, N5-, ЫОз, образованные ионами железа (II) и кобальта (III), имеют форму октаэдра, никель (II) с ионами СЫ дает тетраэдрический комплекс, а с остальными вышеуказанными лигандами октаэдрический, ион меди (И) образует октаэдр с лигандами СЫ и N0 , со всеми остальными получается октаэдр (или искаженный тетраэдр), палладий (II) и платина (II) образуют квадратные комплексы. [c.227]

S2F10 — жидкость, очень токсичная, химически активная. По геометрии молекулы представляют собой два полуоктаэдра с атомом серы в центре основания — квадрата — и пятью атомами фтора. Оба полуоктаэдра находятся на расстоянии длины связи S—S (0,221 нм). SaFjo медленно гидролизуется водой, при повышенных температурах является сильным окислителем и фторирующим агентом. SF4 — исключительно реакционноспособный газ, быстро разлагается водой с образованием SO2 и HF. Геометрия молекулы SF4— искаженный тетраэдр. [c.325]

Существуют также соединения, в которых на каждую связь приходится меньше двух электронов. Для молекулярного иона водорода Нз+ энергия связи составляет 267 кДж/моль при длине ее 0,106 нм. Это стабильно существующее образование, связь между. "1ротонами которого осуществляет один-единственный электрон. Другим примером вещества с дефицитом валентных электронов может служить молекула диборана (борэтан) ВгНб. В отличие от этана СгНб в молекуле диборана всего 12 валентных электронов. (6 от двух атомов бора и 6 электронов от атомов водорода). Изучение свойств диборана позволило установить строение его молекулы (рис. 54). Атомы водорода, через которые связываются два атома бора, называются мостиковыми. На рис. 54 мостиковые атомы водорода связаны с бором пунктирными линиями. Кроме того,, мостиковые атомы водорода лежат на плоскости, перпендикулярной плоскости расположения атомов бора. По своей геометрии ди-боран представляет собой два тетраэдра с общим ребром из мос-тиковых атомов водорода. Каждый мостиковый атом водорода образует две мостиковые связи Как видно из рис. 54, в молекуле диборана восемь межатомных связей, которые обслуживают всего лишь 12 электронов (вместо 16). Это возможно потому, что каж- [c.118]

Существуют также соединения, в которых на каждую связь приходится меньше двух электронов. Для молекулярного иона водорода энергия связи составляет 267 кДж/моль при длине ее 0,106 нм. Это стабильно существующее образование, связь между протонами в котором осуществляет единственный электрон. Другим примером вещества с дефицитом валентных электронов может служить молекула диборана (борэтан) ВгНе- В отличие от этана СгНе в молекуле диборана всего 12 валентных электронов (6 от двух атомов бора и 6 от атомов водорода). Изучение свойств диборана позволило установить строение его молекулы (рис. 48). Атомы водорода, через которые связываются два атома бора, называются мастиковыми. На рис. 48 мостиковые атомы водорода связаны с бором пунктирными линиями. Кроме того, мостиковые атомы водорода лежат на плоскости, перпендикулярной плоскости расположения атомов бора и остальных четырех атомов водорода. По своей геометрии диборан представляет собой два тетраэдра с общим ребром из мостиковых атомов водорода. Каждый мостиковый атом водорода образует две мостиковые связи. Как видно из рис. 48, в молекуле диборана восемь межатомных связей, которые обслуживаются всего лишь 12 электронами (вместо 16). Это возможно потому, что каждый мостиковый атом водорода может образовать с двумя атомами бора двухэлсктронную трехцентровую связь В—И—В. При образовании последней возможно перекрывание двух гибридных ярЗ орбиталей от двух атомов бора и -орбитали атома водорода (рис. 49). Ввиду изогнутости мостиковой связи В---И—В и ее иногда называют "банановой" связью [c.87]

Еще Б IV столетии до Рождества Христова Платон установил, что могут существовать пять и только пять правильных многогранников тетраэдр, к , октаэдр, додекаэдр и икосаэдр. Восхищенный уникальной геометрией этих тел, он связал четыре из них с главными философскими началами материи, образующими Мир Огнем (тетраэдр). Землей (куб), Воздухом (октаэдр) к Водой (икосаэдр). Во времена Средневековья и Ренессанса геометрическое совершенство и красота Платоновых тел волновала умы философов и ученых. В эти столетия Совершенство и Гармония представлялись важнейшими мотивами, характерными для сотворенной Богом Вселенной. Поэтому значительные усилия бьыи приложены к тому, чтобы обнаружить Элементы Совершенства в Природе и найти способы связать Совершенство тех или иных конкретных явлений с Законами Вселенной как целого (примерно так же, как для современного физика-теоретика идеальной целью является свести основные параметры Мира к трем мировым константам скорости света, константе Планка и гравитационной постоянной). Естественно для мышления того времени самому существованию Платоновых многогранников ( совершенных тел ) придавали некий мистический и многозначительный смысл. Не приходится удивляться в этом историческом контексте, что такой выдающийся астроном, как Иоганн Кеплер (1571-1630), серьезно пытался построить орбиты пяти известных в его время планет на основе геометрии пяти Платоновых тел, прежде чем пришел к трем фундаментальнътм законам небесной механики (законам Кеплера, послужившим с свою очередь Ньютону основой для формулировки закона всемирного тяготения). [c.370]

У студента, начинающего изучать органическую химию, может создаться впечатление, что теория этой науки базируется на ряде постулатов, столь же незыблемых, какаксиомы евклидовой геометрии. Кконцу первого семестра этот студент уже знает, что четыре заместителя при 5/> -углеродном атоме расположены в вершинах тетраэдра с углами между осями орбиталей, составляюищми 109,5, ВТО время как з Р- и 5/ -углеродные центры характеризуются плоской и линейной геометрией соответственно. Это — краеугольные положения органической химии, подтверждаемые огромным объемом фактического материала, так что нет оснований сомневаться в их справедливости. Однако человече- [c.434]

Для соединения 149 был собран большой объем спектральных данных, а его структура надежно установлена. Это тригональная бипирамида, которая содержит два атома в головах моста, имеюших пирамидальную конфигурацию. Очевидна уникальность этого и родственных ему соединений. Для них явно не работает традиционное описание 5/Р-гибридизованного атома углерода с большей или меньшей степенью отклонения геометрии от идеального тетраэдра. Ничего похожего на такую конфигурацию не может реализоваться для атомов в голове моста соединения 149, связи которого по необходимости принимают форму, подобную расположению спиц зонтика. [c.441]

Поскольку в молекуле аммиака при азоте находятся четыре электронные пары, можно ожидать, что геометрия азота в этой молекуле будет тетраэдрической. Однако его геометрия уже пе будет соответствовать правильному тетраэдру из-за различной степени отталкивания электронных пар. Действительно, угол Н—N—11 в аммиаке только 107°, т. е. несколько меньше угла 109,5°, найденного в метане. Это означает, что угол между пеподе-ленной парой и любой из связывающих пар немного больше 109,5°, как и предсказывает теория отталкивания электронных пар валентной оболочки. [c.48]

Атом кислорода в молекуле воды связан с четырьмя группами (двумя атомами водорода и двумя изолированными парами электронов). Поскольку их разделение наиболее эффективно в случае тетраэдрической геометрии молекулы, можно предположить, что атом кислорода в молекуле воды должен находиться в центре тетраэдра, т. е. должен быть р -гибридизован. Однако угол П—О—И в воде равен лишь 104,5°. Вследствие этого следует ожидать отклонение от идеальной геометрии тетраэдра, так как несвязывающие электронные пары атома кислорода (зр ) будут отталкивать друг друга сильнее, чем связывающие пары (связи О—Н). В результате угол между орбиталями, содержащими эти несвязывающие пары, будет увеличиваться, и соответственно будет уменьшаться угол между связями Ы—О—Н. Таким образом, гп ом кислорода в воде рЗ-гибридизован с некоторым искажением, возникающим из-за необходимости уменьшить отталкивание между парами валентных электронов. [c.59]

СТЕРЕОХИМИЯ. Тризамещенные производные фосфора имеют пирамидальную структуру. Валентные углы ненамного превышают 90°, что указывает иа иочти полное отсутствие гибридизации. Тетразамещенные производные фосфора по своей геометрии напоминают тетраэдры, так как в данном случав имеет место -гибридизация. [c.364]

Рпс. 5.3. Углы А—X—А для тетраэдров АХ4 (а) и октаэдров АХб (б), соединенных гранями (F), ребрами ( ), вершинами (V) в — ограпичение. налагаемое на расстоя[гие между атомами X различных полиэдров (см. текст). Значения, данные для некоторых hj этих углов, являются яриближенными. Более точные значения для тех 1Г них, которые не определяются непосредственно из геометрии полиэдров, таковы = 65°58 ( os 11 /27) V, rp = = 102°16- [ os- (—17/81)] 131°48 (2 sifi- V5 6). [c.230]

В 14-вершиии1п<е отрезки, соединяющие центр полиэдра с вершинами 6-го порядка, коллинеарны, тогда как в 15-вершн1 -нике они компланарны и расположены под углом 120°, а в И)-вершиннике они направлепы к вершинам тетраэдра (ср. со стереохимией углерода). Франк и Каспер установили, что основные особенности геометрии структур, в которых координационные числа всех атомов равны 12, 14, 15 и (или) 16, можно описать очень изящным способом [2]. Позиции с 1<Ч>12 оии называют главными позициями, линии, соединяющие главные [c.477]

Некоторые успехи, вероятно, могут быть достигнуты при резком ограничении круга рассматриваемых соединений. Так, если не будет нарушения геометрии молекулы или замены ее отдельных атомов в рассматриваемой группе соединений, то ноложр.ние полосы Va может быть использовано для нахождения варьируемого параметра (изменения природы связей или геометрии комплекса соответственно). Одной из таких попыток в этом направлении является анализ спектров различных алюмосиликатов, содержащих в структуре своих решеток АЮН-группы [8]. Было обнаружено, что если гидроксильная группа участвует в четверной координации атома алюминия, т. е, образован тетраэдр АЮз(ОН), то частота деформационного колебания АЮН-группы обычно близка к 1450 см -. В том случае когда атом алюминия имеет шестерную координацию, то деформационное колебание ОН-группы, входящей в окружение октаэдра АЮ (ОН), имеет частоту около 890 Уменьшение частоты колебания в 1,5 раза при таком же изменении координационного числа качественно согласуется с современными представлениями о свойствах силовых постоянных [И, 89, 396]. [c.66]

Наиболее вероятная для такого ацидокомплекса формула — [ЗпСЦ] геометрия комплексного иона в этом случае отвечает незавершенному тетраэдру (тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома sp -) с одной неподеленной парой электронов. В справочниках можно найти сведения об устойчивости комплекса именно этого состава [c.126]

Г. Гримм и Б. Дорнер [44] рассмотрели геометрию перехода структуры р-кварца в структуру а-кварца и показали, что такой переход может быть описан единственным параметром, а именно— углом поворота тетраэдров б вокруг осей 2х. Анализ модели показал, что при таком повороте происходит некоторое уменьшение осей ао и Со. Были выведены соотношения для всех параметров структуры кварца (параметров элементарной ячейки и координат атомов) в зависимости от угла б как в предположении жестких и идеально правильных тетраэдров, так и для несколько искаженных реальных тетраэдров, установленных рентгеноструктурными исследованиями кварца. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология