электронное строение и межатомные расстояния

Статистическая термодинамика дает возможность рассчитать значения функций Зт, Нт—Но, От—Но, Ср и др. Пока такие расчеты возможны практически лишь для газов и веществ с несложными молекулами. Экспериментальной основой расчетов служат данные о строении молекул (межатомные расстояния и пр.) и данные о спектрах. Сложность и большая трудоемкость расчетов раньше сильно затрудняли использование этого метода. Однако развитие счетной техники и применение электронных счетных машин позволило преодолеть указанные трудности, и в настоящее время большое число новых данных получается этим путем в особенности для высоких температур. [c.220]

Как мы знаем, все твердые вещества как кристаллического, так и непериодического строения имеют остов, вид и мерность которого определяют строение вещества. Атом представляет собой систему, состоящую из валентных электронов и атомного остова. Атомное ядро отклоняется от положения равновесия весьма незначительно и практически локализовано внутри атома, тогда как валентные электроны совершают колебания с амплитудой, равной междуатомным расстояниям. Поэтому по местонахождению ядер можно определить, какое положение занимают данные атомы в молекулах и кристаллах. Зная, что степень перекрывания волновых функций достигает максимума при сближении атомов на определенное расстояние (речь идет о средних межатомных расстояниях в твердом теле, которые могут быть найдены, например, рентгеноструктурным методом) и резко уменьшается на несколько большем расстоянии, можно точно установить, какие атомы связаны между собой химическими связями. Химические связи между атомами в формулах химических соединений принято обозначать черточками. Например, хотя в молекуле дело- [c.60]

Строение остова отражается структурной формулой соответствующего соединения, которая устанавливается методами химического анализа, синтеза и путем всестороннего исследования свойств вещества. Исходя из структурной формулы, т. е. химического строения, по данным, характеризующим распределение электронной плотности по объему вещества, получаемым методом рентгеноструктурного анализа из интенсивности дифракционных лучей, может быть построена атомная модель любого кристаллического вещества. Как мы отмечали выше, по экспериментальным кривым углового распределения интенсивности можно также определять межатомные расстояния и координационные числа в структуре аморфных веществ. Этим путем, к сожалению, нельзя получать углы между связями, но они могут быть рассчитаны квантовомеханическими методами. Таким образом, оперируя экспериментальными и расчетными данными, можно построить атомарную модель твердого вещества как кристаллического, так и непериодического строения. Особенно интересно создание подобной модели для аморфных веществ, поскольку их структура ре может быть выражена кристаллической решеткой. Построение их модели облегчается наличием остова. [c.163]

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАТРУДНЕНИЯ СТАТИЧЕСКИЕ (стерические препятствия)— затруднения, или препятствия, для. такого размещения атомов в молекуле, при котором сохранялись бы нормальные валентные углы и межатомные расстояния, н частности для ароматических н сопряженных систем — планарное строение молекулы. П. з. с. возникают при отталкивании химически не связанных, но близко расположенных в пространстве атомов, расстояние между которыми ограничивается суммой их ковалентных радиусов. В таком случае П. 3. с. приводят к изменению нормальных валентных углов, к нарушению планарного строения ароматических и сопряженных систем, что можно наблюдать, например, по изменению окраски, отклонению дипольного момента и другим свойствам от рассчитанного значения. Молекулы, не имеющие П. з. с., могут проявлять их по отношению к другим молекулам, с которыми они реагируют, если возле реакционного центра молекулы близко расположены большие заместители, препятствующие доступу реагента к этому центру (П. з. динамические). При этом происходит снижение реакционной способности соединений без электронного влияния заместителей. П. 3. с. можно предвидеть заранее изучением моделей исследуемых молекул или построением их масштабных графических формул с учетом ковалентных радиусов близко расположенных атомов, [c.205]

Согласно теории химического строения А. М. Бутлерова каждая молекула имеет строго определенную структуру. Эта теория указала химические методы, с помощью которых можно установить строение молекул. Химические методы применяются и сейчас, но они все более уступают место физическим методам, которые дают возможность изучать особенности строения молекул, не определяемые химическими способами (точные значения межатомных расстояний и валентных углов, распределение электронной плотности в молекуле и др.). [c.66]

При исследовании строения комплекса (типа симметрии, межатомных расстояний и валентных углов, схемы электронных уров- [c.242]

Это приводит к образованию плоской молекулы, имеющей форму правильного шестиугольника с одинаковыми межатомными расстояниями, составляющими 0,140 нм. Поэтому строение бензола изображают в виде правильного шестиугольника со вписанной в него окружностью, символизирующей обобщенную 6р -электронную систему [c.145]

Если молекулы исследуемого вещества имеют сравнительно сложное строение, то максимумы на кривых распределения электронной плотности, соответствующие внутри- и межмолекулярным расстояниям, накладываются, что затрудняет их анализ. Поэтому целесообразно отделить долю внутримолекулярной электронной плотности от межмолекулярной. Это можно сделать, если нам известны конфигурация молекул и межатомные расстояния в них. Тогда интенсивность внутримолекулярного рассеяния можно рассчитать. Вычитая ее из экспериментальной кривой /(5), найдем интенсивность, обусловленную молекулярным расстоянием. Подвергая анализу Фурье оставшуюся часть интенсивности, получим искомую кривую распределения электронной плотности, максимумы которой будут соответствовать межмолекулярным расстояниям. Найдем уравнение, связывающее угловое распределение интенсивности межмолекулярного рассеяния с радиальным распределением электронной плотности соседних молекул. [c.75]

Проблема электронной структуры переходных металлов далека от полного решения и в настоящее время при описании свойств-металлов нельзя обойтись без применения как метода молекулярных орбиталей МО, так и метода валентных связей ВС, способствующих выяснению строения металлов в нескольких разных аспектах. Прочность связи в металлах и межатомные расстояния в них более удобно описываются методом ВС. Однако при этом утрачивается возможность описать явление электропроводности, изящная трактовка которого дается в методе МО. Наряду с этим величина энергии сублимации свидетельствует о том, что в связывании активное участие принимает большее число электронов, чем следует пз простого метода МО. В этом отношении метод ВС облада ет определенным (хотя и небольшим) преимуществом. [c.147]

В настоящее время есть все основания считать теорию Бутлерова фундаментальной общехимической теорией строения химических соединений и зависимости свойств их от химического строения. Эта теория — продолжение и развитие атомно-молекулярного учения Ломоносова, являющегося фундаментом всей химии. Спустя столетие после создания теории Бутлерова в результате успешного приложения к химическим объектам методов теоретической и экспериментальной физики стали глубже и полнее понимать само химическое строение. Сегодня химическое строение — это не только порядок валентной связи атомов и их взаимное влияние в веществе, но и направления и прочность связей, межатомные расстояния, распределение плотности электронного облака, эффективные заряды атомов, и т. п. Химическое строение в первую очередь определяется характером химической связи между атомами, связанными непосредственно друг с другом. Поэтому основу теории химического строения составляет учение о химической связи. [c.12]

Электронографический метод широко используют также при определении строения молекул газа. На рис. 3.14 схематически показано, каким образом возникает дифракционная картина точно так же происходит и рассеяние волн двухатомными молекулами. Молекулы газа имеют разную ориентацию, в связи с чем дифракционная картина получается несколько расплывчатой. Она представляет собой серию колец. Если известна длина волны электронов, то, измерив диаметры этих колец, можно рассчитать межатомные расстояния в изучаемых молекулах. Электронографическим методом удалось установить строение нескольких сот разных молекул. [c.72]

Вся органическая химия посвящена установлению строения органических соединений и синтезу их на основании знания-строения и типичных реакций образования различных связей. Мы познакомились уже с идеей установления строения соединений химическими методами, которые и сейчас являются основными, но все больше дополняются физическими методами. Пытаясь сформулировать сущность химических методов установления строения в одной фразе, можно сказать, что они состоят в констатации родственных связей серии веществ (веществ с родственной структурой) и в выяснении строения одного или нескольких узловых веществ этой серии путем их постепенной деструкции (или, как ее иногда называют, деградации). Такой химический путь позволяет установить строение любого сколь угодно сложного вещества, однако ценой большого труда. И этот большой труд все более облегчается благодаря новым физическим методам разделения и идентификации продуктов деградации, особенно благодаря различным видам хроматографии (стр. 38). Одновременно и методом деградации и методом идентификации осколков молекулы (по их молекулярному весу) служит масс-спектрометрия (стр. 589). Разнообразные, все более развивающиеся физические методы в состоянии сильно облегчить задачу химика. Некоторые из этих методов дают возможность установить такие важные детали структуры, как характер связи, межатомные расстояния и углы, наличие или отсутствие того или иного рода взаимодействия электронных орбиталей, подобного сопряжению, наличие [c.341]

Методы рентгеновского и рентгеноэлектронного анализа широко используются [29, 30, 31] для изучения электронного строения атомов, молекул, а также зонной структуры твердых тел определения зарядового состояния атомов в молекулах и твердых телах установления элементного состава химических соединений (качественного и количественного анализа веществ) исследования химического и фазового состава поверхности и тонких пленок установления способа координации лигандов в комплексных соединениях изучения строения и природы ближнего окружения атомов в молекулах жидких и аморфных тел. Метод расширенного рентгеновского поглощения является уникальным по чувствительности методом структурного анализа твердых и жидких проб [32, 33]. Метод обеспечивает непосредственное определение межатомных расстояний даже в тех случаях, когда отсутствует кристаллографическая структура, позволяет решать проблемы дифференциации типа химической связи, расшифровки электронной геометрии молекул, оценки состояний окисления, в ряде случаев - исследования быстрых химических процессов. [c.172]

Распределение частиц Ог, Ог+, Ог , Ог по межатомному расстоянию о—о и энергии связи О—О можно провести, рассмотрев электронное строение этих частиц по методу молекулярных орбиталей, а также оценив порядок связи между атомами кислорода. [c.93]

В заключение рассмотрим случай, когда постоянные двухатомных молекул могут быть вычислены с высокой точностью без исследования их спектров. Известно (см. [151]), что постоянные двух молекул (АВ) и (АВ), которые отличаются изотопами атомов А или В (или обоих атомов) , различны. Согласно современным представлениям потенциальные энергии изотопных модификаций молекулы, их силовые постоянные ке и равновесные межатомные расстояния Ге одинаковы, поскольку они зависят только от заряда ядер атомов и строения электронной оболочки молекулы и не зависят от массы ядер. [c.56]

Мы видели, что кристаллическая структура алмаза определяется в значительной степени тетраэдрической гибридизацией орбиталей sp это подтверждается тем, что межатомное расстояние в алмазе 1,54 А почти такое же, как в молекуле этана и в более тяжелых углеводородах. Естественно связать тригональную гибридизацию, рассмотренную в гл. 9 для ароматических молекул, со структурой графита. Действительно, строение графита (рис. 11.5), где каждый слой образован из шестиугольников, сильно напоминает высокомолекулярные ароматические соединения. Расстояние между соседними плоскостями слоев, равное 3,35 А, настолько велико, что может быть объяснено лишь действием сил Ван-дер-Ваальса. В каждой из плоскостей имеется набор локализованных а-связей, образованных тригонально гибридизованными sp -орбиталями остальные электроны (которые мы называли подвижными при рассмотрении бензола в гл. 9) занимают МО типа двойных баллонов , простирающихся на всю плоскость. Такая структура еще ближе к металлической структуре. Действительно, графит проявляет небольшую электропроводность вдоль своих базисных плоскостей, но не поперек их. Точные расчеты показывают, что порядок связи С—С равен [c.329]

Строение молекул и полосатые спектры. Одним из важнейших вспомогательных средств для исследования строения, в первую очередь строения простых по составу молекул, является изучение полосатых спектров. Энергия сложных молекул, не считая энергии их поступательного движения, состоит из вращательной и колебательной энергии атомов и энергии связей электронов. Изменение каждого из этих трех видов энергии связано с испусканием или поглощением световых волн (в широком смысле). Поэтому из полосатых спектров можно определять как моменты инерций, по которым рассчитывают межатомные расстояния, так и получать сведения о прочности отдельных связей (по колебательным частотам). Из полосатых спектров молекул, так же как из линейных спектров свободных атомов, можно рассчитывать энергии связей электронов в нормальном и возбужденном состоянии молекулы. [c.343]

Молекулы с сопряженными двойными связями характеризуются и некоторыми физическими особенностями, например повышенной энергией образования сравнительно с молекулами, имеющими изолированные двойные связи, некоторым выравниванием межатомных расстояний и высокой поляризуемостью электронной системы связей. Физические показатели такого рода характеризуют строение нереагирующей молекулы, а следовательно, они указывают на то, что сопряжение двойных связей представляет собой фактор, находящий свое отражение и в нереагирующей молекуле. Результат сопряжения связей в нереагирующей молекуле предложено называть статическим эффектом сопряжения или мезомерным эффектом. [c.145]

В настоящее время при исследовании строения органических веществ особенно широко используются электромагнитные колебания с длиной волны от миллиардных долей сантиметра до нескольких метров Дифракция рентгеновских лучей (Л = 0,1—0,01 10" см) в кристаллах используется для определения межатомных расстояний и других параметров кристаллической решетки. Электромагнитные колебания ультрафиолетовой (Л = 10" —4-10" см), видимой (К = 4-1(Г<—7-10" см) и инфракрасной = 7-Ю- -10- см) областей спектра используются для определения тонкого строения молекул. Микроволновые колебания (/ = 10 —10 см) характеризуют вращение молекул. Сантиметровые и метровые волны используются для определения строения органических соединений с одновременным воздействием на них электромагнитного поля (электронный парамагнитный и ядерный магнитный резонанс). [c.19]

Рис. 19. Распределение электронной плотности в кристалле антрацена, найденное на основании анализа рентгенограмм (а), и схема строения антрацена с указанием межатомных расстояний в А (б)

Труднее оказалось коррелировать электронное строение и химические свойства для производных ароматических углеводородов. Здесь уже при вычислении самих электронных диаграмм, наоборот, приходилось прибегать в конечном счете к предположению о той или иной корреляции зарядов со свойствами молекул, в том числе и химическими. Так, опираясь на эмпирические данные о реакционной способности и о межатомных расстояниях А. Пюльман (1945) и Б. Пюльман (1946) получили для толуола следующее распределение заряда (числа указывают на превышение электронного заряда в толуоле по сравнению с зарядом в вершинах бензола) [c.169]

ДИПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ — произведение заряда па расстояние ( х=ег) в диполе, т. е. в системе, состоя-щей из двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов,4-е и —е, находящихся на нек-ром расстоянии г друг от друга. В данной статье рассматриваются только постоянные Д. м. полярных молекул, характеризующие электрич. асимметрию их строения. Д. м. — векторная величина в химич. литературе ее направление принято считать от плюса к минусу. Заряды в молекулах имеют порядок величины 10 1 электростатич. единиц (заряд электрона равен 4,8- 10 электростатич. единиц), а межатомные расстояния — 10 см, поэтому порядок величин Д. м., измеряемый в дебаях (О), составляет 10 10 = 10 1 электростатич. единиц. [c.566]

Электронография основана на дифракции электронов и служит для определения топкого строения молекул — их геометрической формы, межатомных расстояний и т. д. [c.45]

Всех указаных недостаткой лишен метод молекулярных орбиталей (МО), предложенный американским физикохимиком Р. Малликеном в том же 1927 г. Этот метод в последние десятилетия, благодаря широкому развитию компьютерной техники, стал основным методом квантовой химии. Его широкое внедрение позволило рассчитать энергию связи, распределение электронной плотности, межатомные расстояния, строение многих простейших молекул в газообразном состоянии. [c.244]

При нагревании в токе сероводорода циклический тример легко перегруппировывается в циклический димер. Строение молекулы гексаметилциклотрисилтиана было исследовано Номура [261] методом электронной диффракции. Межатомные расстояния 51 — 8 и 51 — С были найдены равными соответственно 2,14 и 1,88 А. Валентные углы 51 — 5 —51 и С — 51 — С составляли 110° каждый угол 5 — 51 — 5 имел величину 115°. [c.269]

Не следует забывать, что химия исследует вещество только в одном из аспектов. Изучая состав, химические свойства, способы получения твердых веществ, мы не можем обходиться без представления об их электронной конфигурации, кристаллической структуре, без знания закономерностей, которым подчиняются изменения физических свойств с изменением энергетического состояния вещества, словом без физической теории и без физических экспериментов. Химия, физика твердого тела и молекулярная биология — по определению физика-теоретика айскопфа — являются непосредственным следствием квантовой теории движения электронов в кулоновском поле атомного ядра. Все многообразие химических соединений, минералов, изобилие видов в мире организмов обусловливается возможностью расположения в достаточно стабильном положении сравнительно небольшого количества первичных структурных единиц — атомов — огромным количеством способов, диктуемых пространственной конфигурацией электронных волновых функций. Длина связи, т. е. межатомное расстояние,— это диаметр электронного облака, определяемый амплитудой колебания электрона в основном состоянии. Поскольку масса ядра во много раз больше массы электрона, соответствующая амплитуда колебания ядра во много раз (корень квадратный из отношения масс) меньше. Поэтому, как отмечает Вайскопф, ядра способны образовывать в молекулах и кристаллах довольно хорошо локализованный остов, устойчивость которого измеряется энергией порядка нескольких электронвольт, т. е. долями постоянной Ридберга. Местоположения ядер атомов, образующих остов кристалла, с большой точностью определяются методом рентгеноструктурного анализа. Таким образом, бутлеровская теория строения, структурные формулы в наше время получили ясное физическое обоснование. [c.4]

Одно и то же твердое вещество в зависимости от условий синтеза может получаться в разных энергетических состояниях, каждому из которых соответствует своя структура. Твердое вещество может иметь в высшей степени большое число энергетических состояний. Поскольку межатомные расстояния и углы между связями могут изменяться в довольно широких пределах, в таких же пределах происходит изменение энергии связи и, следовательно, энергетического состояния вещества, которое зависит от энергии валентных электронов. Но изменение межатомных расстояний и угла между связями только для двух соседних атомов, находящихся в структуре твердого тела, влечет за собой некоторое изменение всех длин и углов связей, вообще некоторое изменение взаимного положения всех атомов данного твердого тела, и, следовательно, имеет своим конечным результатом образование видоизмененной структуры соответствующего вещества. Таким образом, существует в высшей степени большое количество вариантов структуры твердого вещества данного состава. В процессе кристаллизации обычно можно получить только довольно ограниченное число модификаций, отвечающих в данных условиях наиболее бедным энергией состоянием данного вещества. Отвердевание атомных соединений, ведущее к образованию аморфного вещества, в зависимости от условий, в которых оно протекает, позволяет получать то одни, то другие непериодические структуры. Очевидно, существует огромное количество аморфных твердых тел одинакового состава, но разного строения. Это обстоятельство обычно ускользает из поля зрения исследователей. Но более точное изучение строения различных стеклообразных веществ (таких как кварцевое стекло, халькоге-нидные стекла или органическое стекло), а также гелей показало, что несмотря на один и тот же состав отдельные образцы подобных веществ, полученные ири различных условиях, имеют различную структуру. Так, различна структура стекол, полученных при различных температурах и давлениях гели одного и того же состава часто имеют неодинаковую пористую структуру, например неодинаковое распределение по объему геля микро- и макропор ири постоянном соотношении объемов последних. Вообще, варьируя давление и температуру, можно получать твердые вещества одного и того же состава, но различной плотности и, следовательно, различного строения. Кварцевое стекло, полученное иод высоким давлением, приближается по плотности к кварцу. Насколько далеко может заходить ири этом превращение вещества, видно из факта получения таких совершенно непохожих друг на друга модификаций кремнезема, как кварц, тридимит, кристобалит, а также стешовит. Расчеты показывают, что при определенных высоких [c.156]

Бор - первый р-элемент в периодической системе элементов. Строение внешней электронной оболочки его атома в невозбужлениом состоянии 2х 2р . Возбуждение переводит атом в состояние 2f 2p p и далее в ip -тбридное валентное состояние, в котором орбитали расположены под углом 120. Этому состоянию отвечает структура соединений бора, в которых атом В связан с тремя другими атомами (три <г-связи в ВРз в анионе ВО и т. д.). Образование донорно-акцепторной ж-связи (акцептор - атом бора) стабилизирует ip -гибридное состояние. Это приводит к уменьшению межатомных расстояний В-Г, В-О и др. Благодаря наличию в небольшом по размеру атоме бора свободной орбитали бор - один из сильнейших акцепторов неподеленных электронных пар. Многие соединения бора являются кислотами Льюиса, они энергично взаимодействуют с основаниями Льюиса, например [c.343]

Все элементы, располагающиеся слева от границы Цинтля, ха рактеризуются дефицитом валентных электронов, в силу чего в плот поупакованпых кристаллических структурах соответствующих про стых веществ доминирует металлическая связь. При этом граница Цинтля не является границей между металлами и неметаллами а лишь разграничивает элементы с дефицитом и избытком валент ных электронов, что определяет собенности кристаллохимического строения простых веществ. Обращает на себя внимание ряд исключений из правила 8—N. Так, свинец, расположенный справа от границы Цинтля, обладает плотноупакованной кристаллической решеткой с металлическим типом связи. Для последнего представителя УА-группы — висмута — характерно малое различие в межатомных расстояниях внутри слоя и между слоями 0,310 и 0,347 им, что фактически приводит к координационному числу 6. Ни одна из двух известных структур полония также не отвечает правилу К)м-Розери. Объясняется это тем, что с увеличением атомного номера элемента в пределах каждой группы возрастает количество элект- [c.30]

Дифракционные методы. В дифракционных методах исследования рентгеновское излучение, поток электронов или нейтронов взаимодействуют с атомами в молекулах, жидкостях или кристаллах. При этом исследуемое вешество играет роль дифракционной решетки. А длина волны рентгеновских квантов, электронов и нейтронов должна быть соизмерима с межатомными расстояниями в молекулах или между частицами в жидкостях и твердых телах. Сама же дифракция (закономерное чередование максимумов и минимумов) представляет собой результат интерференции волн. Она зависит от химического и кристаллохимического строения, следовательно, соответствует структуре исследуемого вещества. Поэтому есть принципиальная возможность для решения обратной задачи дифракции, т. е. установление структуры вещества по его дифракционной картине. Обратная задача дифракции для рентгеновского излучения, дифрагирующего в конденсированных средах, называется рентгеноструктурным анализом. Методы применения электронных и нейтронных пучков вместо рентгеновского излучения называются электронографией и нейтронографией соответственно. Общим для этих методов является анализ углового распределения интенсивности рассеянного рентгеновского излучения, нейтронов и электронов в результате взаимодействия с веществом. Но природа рассеяния рентгеновских квантов, нейтронов и электронов не одинакова. Рентгеновское излучение рассеивается электронами атомов, входящими в состав вещества. Нейтроны же рассеиваются атомными ядрами а электроны — электрическим полем ядер и электронных оболочек атомов. Интенсивность рассеяния электронов пропорциональна электростатическому потенциалу атомов. [c.195]

По современным воззрениям строение жидкостей, в принципе, иодобпо структуре соответствующих твердых тел. К этому выводу приводит вся совокупность физикохимических характеристик жидкостей и в особенности результаты рентгенографического изучения (метод исследоваиия радиального распределения электронной плотности). Можно считать, что в объеме жидкост и существуют (вообще говоря, довольно краткое время, после которого идет перестройка) такие же группировки атомов, как и в кристаллах. Одиако структурная регулярность такнх образований носит локальный характер, простираясь иа расстояния порядка десятка ангстрем. Поэтому в случае жидкостей мы вправе говорить о ближнем порядке , тогда как в кристаллах наряду с ним существует и дальний порядок в расположеннн атомов. Тем не менее межатомные расстояния в пределах ближнего порядка, т. е. ближайшего окружения данного атома, близки к соответствующим значениям в кристаллической структуре. Поэтому-то характер и величина взаимного влияния ионов в концентрированных растворах электролитов н в соответствующих твердых солях одинаковы. [c.206]

Элементарные реакции. Для установления М. р. привлекают как теоретич. методы (см. Квантовая химия, Динамика элементарного акта), так и мiioгoчи лeнныe эксперим. методы. Для газофазньк р-ций >io молекулярных пучков метод, масс-спектрометрия высокого давления, масс-спектрометрия с хим. ионизацией, ионная фотодиссоциация, ион-циклотронный резонанс, метод послесвечения в потоке, лазерная спектроскопия-селективное возбуждение отдельных связей или атомных групп молекулы, в т.ч. лазерно-индуцированная флуоресценция, внутрирезонаторная лазерная спектроскопия, активная спектроскопия когерентного рассеяния. Для изучения М. р. в конденсир. средах используют методы ЭПР, ЯМР, ядерный квадрупольный резонанс, хим. поляризацию ядер, гамма-резонансную спектроскопию, рентгено- и фотоэлектронную спектроскопию, р-ции с изотопными индикаторами (мечеными атомами) и оптически активными соед., проведение р-ций при низких т-рах и высоких давлениях, спектроскопию (УФ-, ИК и комбинационного рассеяния), хемилюминесцентные методы, полярографию, кинетич. методы исследования быстрых и сверхбыстрых р-ций (импульсный фотолиз, методы непрерывной и остановленной струи, температурного скачка, скачка давления и др.). Пользуясь этими методами, зная природу и строение исходных и конечных частиц, можио с определенной степенью достоверности установить структуру переходного состояния (см. Активированного комплекса теория), выяснить, как деформируется исходная молекула или как сближаются исходные частицы, если их несколько (изменение межатомных расстояний, углов между связями), как меняется поляризуемость хим. связей, образуются ли ионные, свободнорадикальные, триплетные или др. активные формы, изменяются ли в ходе р-ции электронные состояния молекул, атомов, ионов. [c.75]

Параллелизм между каталитической активностью металла и его межатомным расстоянием предсказан мультиплетной теорией катализа, а также теорией абсолютных скоростей реакций. Существование такого параллелизма не отрицает роли электронного строения металла в каталитических процессах. Достаточно в этой связи указать на то, что межатомное расстояние само является функцией электронных свойств металла. Оно в известной мере характеризует металл с электронной и, следовательно, с энергетической стороны. Но вместе с тем око в значительной степени характеризует геометрию активированного состояния в каталитическом превращении и поэтому является важным фактором каталитической активности металлов. [c.342]

Электронографический метод широко применяют такн е для определения строения газовых молекул. На рис. 47 схематически показано, каким образом возникает дифракционная картина точно так же происходит и рассеяние волн двухатомными молекулами. Молекулы газа имеют различную ориентацию, и дифракционная картина соответственно получается несколько расплывчатая. Она представляет собой серию колец. Если известна длина волны электронов и путем измерений установлены диаметры этих колец, то можно рассчитать межатомные расстояния в изучаемых молекулах. За время, прошедшее после того, как стали применять электропографи-ческий метод, удалось установить с его томощью строение сотен различных молекул. [c.156]

Заметное расширение интерференционных колец, получаемых по методу Дебая — Шеррера, происходит в том случае, если размеры частиц лежат между 0,5—0,2 ц. Расширение колец закономерно возрастает с дальнейшим уменьшением размера частиц, что и делает возможным определение их величины. Это имеет место в том случае, если речь идет о кристалликах с совершенно правильным расположением в них атомов. Не вполне упорядоченное расположение атомов, т. е. существование так называемых искажений решетки (см. т. II, гл. 1), может также привести к расширению интерференционных колец и в случае значительно более крупных кристалликов. Будет ли это происходить, зависит от характера искажений. Существуют и такие искажения, которые обусловливают не расширение, но только уменьшение интенсивностей интерференционных колец. Более подробно см. F г i к е, Z. Ele tro hem., 44, 29, 1938> Так как в твердых аморфных, а также в жидких и газообразных веществах атомы располагаются не совершенно неупорядоченно, а определенные межатомные расстояния встречаются чаще других, то и для таких веществ наблюдаются более или менее отчетливые максимумы в почернениях фотографической пленки. Из положений этих максимумов можно сделать заключение о строении молекул. Для исследования молекулярной структуры таких веществ, и прежде всего газов, в настоящее время служат не только рентгеновские лучи, но и электронные лучи, которые при прохождении через газы преломляются и испытывают интерференции таким же образом, как и рентгеновские лучи. [c.236]

N0 имеет 11 внешних электронов и, как все газы с нечетным числом электронов парамагнитна. Основное состояние молекулы соответствует терму 2i7. Работа расщепления на атомы составляет 6,495 эв, межатомное расстояние 1,15 A. О строении молекулы N0 см. стр. 163. Дипольный момент её составляет, по Ватсону (Watson, 1934), 0,16-10 1 эл. ст. ед., момент инерции — 16,43-г-см . [c.639]

Несколько работ посвящено строению и свойствам слюды. Ямзин [553] считает неправильным представление о гексагональной симметрии слоя кремнекислородных тетраэдров в структурах слюд, так как при этом межатомное расстояние К—О слишком велико. Нода [554] привел результаты определения температуры кристаллизации и интервала роста фторфлогопита из расплава, а также других свойств различных типов синтетических слюд. Хиби [555] исследовал электронную диффрак-цию образцов слюды с переменной толщиной. Автор считает, что слюда представляет собой наслоение блоков, из которых каждый последующий повернут относительно предыдущего на 10°. Эй-тел с сотрудниками [556] исследовали возможность нрименения различного сырья для синтеза слюды. Наилучшие результаты достигнуты при 1000—1300° в закрытых сосудах, обеспечивающих минимальный гидролиз фторидов и потерю HF. Хемфреем и Уорденом [557] исследована синтетическая слюда при температуре до 1500°. [c.317]

Электранография. Электронографический метод основан на дифракции электронов и служит для определения тонкого строения молекул — их геометрической формы, межатомных расстояний и т. д. Если рентгеновы лучи рассеиваются на электронах, то электронные лучи рассеиваются преимущественно на ядрах атома. Последнее дает возможность при исследовании кристаллических веществ определить положение атомов водорода, не обнаруживаемых рентгенографически. Многие важные данные, например, о линейной форме молекул 0=С=0, о форме молекул бензола в виде правильных шестиугольников, лежащих в одной плоскости и т. д., были получены электронографическим методом. [c.54]

КвантоБомеханцческие методы, в отллчле от прежних электронных теорий органической химии, давали количественные результаты, но требовали введения в схему расчета нолуэмпирнческнх параметров. В первую очередь эти методы были применены для расчета энергетических характеристик органических молекул н радикалов, а затем для истолкования материала по межатомным расстояниям. С конца 30-х годов начали рассчитывать различного рода индексы атомов и связей, которее можно было коррелировать с химическими и физическими свойствами соединений. С середины 40-х и особенно с 50-х годов наметился определенный поворот к расчету распределения сначала л-, а затем и сг-электронов в органических соединениях, что позволило непосредственно сопоставлять электронное строение органических соединений и их химические свойства. [c.73]

Изучение алициклов и в особенности циклопропана способствовало введению в квантовую химию органических соединений очень важного разграничения между межатомным расстоянием и длиной связи , т. е. линией, проходящей через максимум плотности электронных облаков, образующих связь. Впервые положение Полинга о том, что направление связи совпадает с максимальным перекрыванием гибридных орбит валентных электронов, подвергли пересмотру Килпатрик и Спитцер в 1946 г. В 1947 г, и более обстоя-л ельно в 1949 г. Коулсон и Моффит, анализируя электронное строение и геометрию циклопропана, предложили модель, в которой гибридизация орбиталей такова, что две из четырех орбиталей атома углерода в плоскости кольца составляют угол около 106° и, так как они направлены навстречу друг другу, то связи С—С могут быть представлены как изогнутые. Поэтому длина связи С—С в цикло-нропане должна быть короче, чем в этане, что и согласуется с экспериментом. Более сдожый расчет (с включением коэффициента Я, СМ- ниже 4) привел авторов к значению угла НСН в циклопропане примерно ИЗ , что также близко к экспериментальному. [c.83]

Эти методы основаны на изучении дифракционной картины, которую получают в результате рассеивания исследуемым веществом рентгеновских лучей, электронов или нейтронов. Рентгеновские лучи рассеиваются на электронах, потоки электронов (электронные лучи) — на электронах и ядрах атомов, а потоки нейтронов — на ядрах. При рассеивании на электронах определяемый электронный центр атома, как правило, практически совпадает с местополодаением ядра. Таким образом, дифракционные методы — рентгенография (называемая также рентгеноструктурным анализом), электронография и нейтронография — являются незаменимым средством для определения геометрии органических соединений — относительного расположения атомов в пространстве и геометрических параметров (межатомных расстояний и валентных углов). Впрочем, эти методы дают и другие представляющие интерес данные например, рентгенография — распределение электронной плотности, характер упаковки молекул в кристаллах и даже молекулярные веса. Названные методы взаимно дополняют друг друга. Рентгенография применима в первую очередь для структурного анализа соединений, получаемых в кристаллическом состоянии, т. е. применима к определению соединений сложного строения. Электронография служит для структурного анализа органических веществ в газообразном состоянии, т. е. соединений относительно малого молекулярного веса и простого строения. Оба эти метода не дают удовлетворительных результатов при установлении координат атомов водорода, но для этой цели может с успехом служить нейтронография. [c.245]

Применение рентгенографического метода к органическим соединениям [78, 79] началось с 20-х годов в лаборатории Брэггов [80, 81], отработка его шла постепенно (сначала расчеты, например, велись в явно неправильном предположении, что рентгеновские лучи рассеиваются электронами,-находящимися в центре атомов), тем не менее У. X. Брэгг (1921— 1922) показал, что формулы нафталина и антрацена, установленные химиками, действительно отвечают строению их молекул в кристаллах. Тетраэдрическое распределение связей насыщенного атома углерода было подтверждено Брэггами еще в 1913 г. на примере алмаза. Было также подтверждено планарное строение бензольного кольца (Лонсдейл, 1928 г.). Еще раньше была подтверждена структурная формула гексаметилентетрамина (Р. Дикинсон и Реймонд, 1923 г.) и даже довольно точно определено межатомное расстояние N (0,144 нм). В 30-х годах Бернал расшифровал рентгенографическим методом структуру стероидов, а Робертсон — структуру фталоцианина. Систематические исследования ароматических соединений с конденсированными ядрами были проведены Робертсоном. О трудностях, с которыми он и другие физики встречались в этой области, можно судить по такому примеру. Сначала (1933) Робертсон нашел, что связи С —С в нафталине имеют в среднем длину 0,141 нм, хотя у него были основания предполагать, что их длины колеблются в пределах 0,140—<0,144 нм. Затем, уже после квантовохимических расчетов длин этих связей (гл. V, 4), рентгенографический метод (Робертсон, 1951 г.) позволил получить длины всех связей СС в нафталине с точностью 0,001 нм. Правда, при определении длины центральной связи СС в нафталине рентге-нографы натолкнулись на специфические трудности, длины связей в других ароматических соединениях с конденсированными ядрами (антрацене, пирене и т. д.) были определены раньше. Итоги этих работ были подведены Робертсоном [82]. [c.246]

Энергия сопряжения таких связей, или энергия делокализации подвижных электронов через (a ross) них, примерно равна—pab ab- Формула для определения порядков связей раь также предложена авторами. Порядки таких связей всегда положительны (стр. 336), т. е. подобная связь прочнее единичной связи между атомами тех же элементов. Знание порядков связей позволяет вычислить уже упоминавшимся методом соответствующие межатомные расстояния. Далее выясняется, что порядки связей представляют линейную функцию от аьУ а,а- ь,ь, Т. е. функцию от самополяризуемости соответствующих атомов. А так как самополяри-зуемость атомов есть функция их непосредственного окружения, то, следовательно, строение соединенных друг с другом сопряженных систем обусловливает порядок, энергию и длину рассматриваемых связей. Например, по расчетам авторов, связи между винилом и а-и р-нафтилами имеют соответственно порядки 1,425 и 1,410 и длины 1,438 и 1,441 А. [c.341]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология