Явление обмена в молекуле водорода

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]

Итак, при катализе амидом калия в дейтерированном аммиаке происходят два явления во-первых, этиленовый углеводород изомеризуется с перемещением двойной связи и образуется равновесная смесь изомеров разного строения, у которых двойная связь расположена у разных атомов углерода во-вторых, в молекуле каждого из изомеров происходит водородный обмен, причем легче всего замещаются атомы водорода в аллильном положении. Наложение этих реакций, близких по своему механизму и идущих с разной скоростью, приводит к обмену всех атомов водорода в молекуле или в той части ее, где возможно перемещение двойной связи. [c.147]

С теоретической точки зрения изучение тяжелой воды представляет глубочайший научный интерес. Принимая во внимание громадную роль воды вообще во всех процессах неорганической и живой природы, приходится поставить и такие вопросы как будет себя вести тяжелая вода в явлениях оводнения и обезвоживания коллоидов и всяких телей органического и минерального происхождения Как будет идти гидролиз жиров и сложных эфиров под влиянием тяжелой воды В этом случае мы получим представление о кислотах и спиртах, функциональные особенности которых будут определяться присутствием в них тяжелого атома водорода гидрирование катализом органических соединений тяжелыми атомами водорода должно привести к целому ряду углеводородов и более сложных тел, обогащенных тяжелыми атомами водорода тяжелая вода, насыщенная хлором, даст в результате гидролиза тяжелую соляную и тяжелую хлорноватистую кислоту во всех этих и подобных случаях тяжелый атом водорода, входя в химическое сочетание или в обменное разложение с молекулами разнообразных веществ, на примерах экспериментального исследования, познакомит нас с новым рядом тел с измененным запасом химической энергии в них. Как все это отразится на биохимических процессах в живом веществе, если тяжелый водород будет принимать в этом участие Уже теперь имеются указания, не вполне еще подтвержденные, что семена неко- [c.560]

Есть еще один вопрос, который я хотел бы здесь затронуть. Это вопрос о реальности обменных сил. Мне представляется, что этот спор совершенно беспредметный. Ясно, что если мы рассчитываем любую молекулу, например молекулу На то видим, что существует классическая и некласс-н-ческая часть энергии. Классическая часть — это кулоновская или электростатическая часть. Для молекулы водорода это даст 14 ккал против 100 ккал опытных. Следовательно, бесспорен опытный факт, что существует какая-то сила, которую не удается отразить в образах классической механики или электродинамики. Природа этой силы и энергии нам недостаточно ясна. В зависимости от того, какие методы расчета мы применим, мы получим то обменный интеграл, то резонансный (в методе молекулярных орбит), то гибридный кулоновско-обменный интеграл и пр. Терминология эта неудачна. Но все эти расчеты, различным способом разбивающие энергию на слагаемые, дают неклассическую энергию взаимодействия. Эта энергия является функцией межъядерного расстояния, и если мы возьмем от нее производную по расстоянию, то получим силу. Реальна ли эта сила Конечно, реальна Я могу вычислить, определить по ней силовую постоянную (динамический коэффициент) и сравнить с опытной си-.повой постоянной, определяемой непосредственно из спектра. Если я в рамках классической механики или электродинамики буду определять силовую постоянную молекулы, то я никогда к согласию с опытом не приду. Следовательно, реальные силы имеются, но вопрос в том, каким путем их вычислить. Терминология ошибочна, ошибочна в том отношении, что подразумевается реальное существование явления обмена. Реального обмена нет, но силы неклассического происхождения существуют и они безусловно реальны и могут быть вычислены с той или иной степенью приближения в зависимости от того, какой метод расчета мы иримО няем. [c.194]

Вернемся к алкилбензолам. В очень длительных опытах с некоторыми из алкилбензолов было замечено [121] небольшое превышение п над суммой Ндг + Нц. Возникло предположение, что это явление обязано начинаюш емуся обмену бета-атомов водорода алкильной группы. Когда повысили температуру до 100—120°, а концентрацию амида калия до 0,8—2,0 М, то удалось обменять также и атомы водорода в бета-положении, как показывает общее число обменявшихся атомов водорода в молекуле алкилбензолов. [c.138]

Работы Д. Н. Курсанова, В. Н. Сеткиной и др. [259, 260] по водородному обмену углеводородов при взаимодействии с серной кислотой способствовали выяснению участия катализатора в процессе переноса водорода. Авторы исследовали обмен водородных атомов углеводородных молекул на водородные атомы Н2504 при нагревании углеводородов с дейтеросерной кислотой. Углеводородные молекулы парафинового ряда, имеющие только первичные, вторичные и четвертичные углеродные атомы, в реакцию водородного обмена практически не вступают. В противоположность этому, в парафинах, содержащих хотя бы один третичный углеродный атом, в обменную реакцию вступают все атомы водорода. Аналогичное явление установлено также для нафтенов. [c.276]

В слабокислой среде, как мы видели, поглощение катионов сводится к обмену катионов в щелочной среде самый характер явлений поглощения катионов менее ясен связывание почвой Ва(ОН)2 может происходить или путем поглощения целой молекулы этой щелочи (образование комплексного соединения), или путем вытеснения барием водородных ионов из комплекса, и притом таких водородных ионов, которые становятся подвижными лишь при щелочной реакции растворов (по аналогии с водородом кислот с очень низкой константой диссоциации, как, например, фенол). Возможность различного толкования явлений поглощения щелочей и солей, дающих щелочную реакцию, освещена в работе Голу-бева. Прянишников и Аскинази высказались за вторую гипотезу, т. е. за то, что поглощение оснований и при щелочной реакции сводится к вытеснению ионов водорода (приобретающих подвижность только при щелочной реакции) из коллоидального комплекса почвы металлическими ионами, находящимися в растворе. Это есть простейшая схема при всякой реакции раствора (кислой или щелочной) поглощение почвой катионов сводится к обмену катионов между раствором и твердой фазой почвы. [c.84]

Как известно , в реакциях протофильного изотопного обмена водорода СН=кислот с диметилсульфоксидом (вмзо), катализируемых трет.-бутилатами щелочных металлов, наблюдается низкий кинетический изотопный эффект (КИЭ). Отношение констант окорости обмена дейтерия (кд) и трития (к ) мало отличается от единицы. Имеются два объяснения этого явления. Согласно Краму между образующимися на первой стадии обменной реакции карбанионом СН=кислоты и молекулой (СНд)дСОН возникает прочная водородная связь. Скорость обменной реакции лимитирует диффузия молекулы спирта - процесс, практически не зависящий от изотопного замещения. По Джонсу скорость реакции лимитируется скоростью ионизации СН=кислоты. Низкое значение КИЭ обусловлено несимметричностью переходного состояния реакции, которое рассматривается в рамках трехцентровой линейной модели. О несимметричности переходного состояния свидетельствует значительная величина ДрК-разности констант ионизации СН=кислоты (в частности, толуола) и кислоты, сопряженной основанию-катализатору, т.е. (СНд)зСОН. Зависимость мевду величинами КИЭ и ДрК теоретически [c.947]