Электронное облако атома

Рис. 1.3Я. Пространственное расположение гибридных электронных облаков атома углерода.

VI группа, главная подгруппа кислород, сера, селен, теллур, полоний. На внешнем уровне атомов этих элементов по шесть электронов П5 Первые четыре элемента имеют ярко выраженные неметаллические свойства. Их называют халькогенами ( образующими руды ), полоний — редкий, малоизученный элемент. Во внешнем уровне атома кислорода нет -подуровня, как и у атомов других элементов 11 периода периодической системы, поэтому кислород проявляет валентность, равную 2, остальные халькогены — 2, 4, 6. Валентность 2 соответствует невозбужденному состоянию атома, 4 —состоянию -возбуждения, 6 — состоянию 5 -возбуждения электронных облаков атома. [c.233]

Самые внещние s- и р-электроны ответственны за важнейшие химические свойства атомов в случае типических элементов они называются валентными электронами. Орбитали d- и /-типа глубже погружены в общее электронное облако атома. Заселение этих орбиталей в атомах переходных металлов и внутренних переходных металлов (лантаноидов и актиноидов) оказывает меньшее влияние на химические свойства. Все же d-электроны определенным образом влияют на химические свойства переходных металлов, и в таких элементах валентными считаются электроны на внешних d-, S- и р-орбиталях. [c.408]

Рис. XXI.5. Изображение электронного облака атома с одним электроном

Рис. 69. Электронные облака атомов водорода при различной взаимной ориентации спинов электронов а — антипараллельные спины — атомы соединяются в молекулу б — параллельные спины — атомы отталкиваются

Конечно, тут открывается большой простор для фантазии теоретика (деформируй отдельные электронные облака атомов молекулы так, или почти так, как хочешь, благо математика это позволяет ). Можно сосредоточить (локализовать) электронную плотность частично на атомах (в виде электронных пар внутренних оболочек атомов или неподеленных электронных пар валентной оболочки), а частично на химических связях (локализация электронов в поле двух ядер отвечает двухцентровому взаимодействию атом — атом, которое описывается классической символикой валентного штриха), а можно пользоваться и делокализованными орбиталями, охватывающими в принципе все атомные ядра молекулы. Разумный теоретик стремится воспользоваться этой свободой для того, чтобы построить модель, приемлемую для химика и пригодную для описания данного класса свойств. [c.210]

Концепция гибридизации получила широкое распространение главным образом прн обсуждении сте-реохимических проблем. Однако не следует дум-ать, что именно характер гибридизации электронных облаков определяет геометрию молекулы. В действительности дело обстоит как раз наоборот — исходным моментом при определении типа гибридизации является известная пространственная симметрия молекулы, Когда же от данной молекулы (например, СН4) переходят к другим, гомологичным соединениям (скажем, насыщенным углеводородам) и утверждают, что вследствие яр -гибридизации электронных облаков атомов углерода его соседи должны находиться в тетраэдрических или близких к ним углах, то создается иллюзия, будто причиной такой геометрической структуры углеводородов является вр -гибридизация. На самом же деле в основе подобных рассуждений лежит предположение (очень часто оправдывающееся экспериментально) о сходстве геометрической структуры рассматриваемых молекул. [c.208]

Решение. В указанном ряду размеры валентных электронных облаков элеменюв (О, 5, Зе, Те) возрастают, что приводит к умен11и1ению степени их перекрывания с электронным облаком атома водорода и к возрастающему удалению области перекрывания от ядра атома соответствующе] о элемента. Это вызывает ослабление притяжения ядер взаимодействующих атомов к области перекрывания электронных облаков, т. е. ослабление связи. К этому же результату приводит возрастающее экранирование ядер рассматриваемых элементов в ряду О—5—5е—Те вследствие увеличения числа промежуточных электронных слоев. Таким образом, при переходе от кислорода к теллуру прочность связи Н—Э умеиыиается. [c.56]

Наиболее характерная особенность атомных орбиталей — их зависимость от углов в и ф (за исключением з-орбиталей). Отсюда их граничные поверхности не являются сферически симметричными и при некоторых значениях углов электронная плотность практически обращается в нуль, т. е. электронные облака атомов, как правило, пространственно направлены. Это служит теоретическим обоснованием учения о направленной химической связи. [c.45]

Рассмотрим образование химической связи на примере взаимодействия атомов водорода. Атом водорода состоит из ядра и электрона. Электронное облако атома водорода имеет сферическую симмет-% к % + ( н 1 Г н й н сближении двух атомов [c.38]

В процессе образования кристалла происходит перекрывание внешних электронных облаков атомов по аналогии с образованием химической связи в молекулах. В соответствии с методом МО при взаимодействии двух атомных электронных орбиталей образуются две молекулярные орбиТали связывающая и разрыхляющая. При одновременном взаимодействии N микрочастиц образуется N молекулярных орбиталей. Величина N в кристаллах может достигать огромных величин (порядка 10 ). Поэтому и число электронных орбиталей в твердом теле чрезвычайно велико. При этом разность между энергиями соседних орбиталей будет ничтожно мала. Так, в кристалле натрия разность энергетических уровней двух соседних орбиталей имеет порядок 10 Дж. Таким образом, в кристалле металла образуется энергетическая зона с почти непрерывным распределением энергии, называемая зоной проводимости. Каждая орбиталь в этой зоне охватывает кристалл по всем его трем измерениям. Заполнение орбиталей зоны проводимости электронами происходит в соответствии с положениями квантовой механики. Так, из условий минимума энергии электроны будут последовательно заполнять все орбитали, начиная с наинизшей, причем на каждой орбитали в соответствии с запретом Паули может располагаться лишь два электрона с антипараллельными спинами. С повышением температуры за счет теплового возбуждения электроны будут последовательно перемещаться на более высокие энергетические уровни, передавая тепловую энергию с одного конца кристалла на другой и обеспечивая таким образом его теплопроводность. [c.82]

Силы отталкивания возникают вследствие взаимного проникновения электронных облаков атомов. Это явление (вместе с запретом Паули) препятствует слишком сильному сближению атомов. Попытки выразить в математической форме возникающие силы отталкивания встречают чрезвычайно большие трудности. Эти силы быстро возрастают с уменьшением расстояния между атомами, но закономерность, которой они подчиняются, имеет сложный характер. Однако в ряде случаев можно пользоваться упрощенными уравнениями. При расчетах энергий решеток ионных кристаллов галоидных солей щелочных металлов и окислов щелочноземельных металлов хорошие результаты были получены при применении предложенного Борном и Майером [14] простого выражения, описывающего зависимость потенциальной энергии от сил отталкивания. Оно имеет следующий вид [c.26]

Интеграл 1, характеризует кулоновское взаимодействие электронов с ядрами, а также электронов и ядер /а описывает обменное взаимодействие, обусловленное движением каждого из электронов около обоих ядер. Он вносит основной вклад в энергию химической связи. Интеграл Jз определяет степень перекрывания электронных облаков атомов вследствие притяжения каждого из электронов к обоим ядрам. Числовое значение Уз изменяется от 1 при = О до О при = оо. На равновесном расстоянии атомов в молекуле На значение /з = 0,56. Расчет по формуле (5.30) приводит к следующим значениям отдельных составляющих потенциальной энергии 0 на расстоянии Яо [c.125]

При обсуждении строения молекулы водорода было показано, что связь между ядрами организована таким образом, что плотность электрического заряда становится наибольшей вдоль оси, соединяющей оба ядра. В этом случае электронные облака атомов перекрываются в наибольшей степени. Такая 5— -связь показана на рис. А.ЗЗ. Вследствие сферической симметрии [c.90]

На рис. 76 схематически показана перегруппировка электронных облаков атома углерода при образовании гибридных орбиталей. [c.166]

Из сказанного ясно, что условием образования водородной связи является высокая электроотрицательность атома, непосредственно связанного в молекуле с атомом водорода. Только при этом условии электронное облако атома водорода достаточно сильно смещается в сторону атома-партнера, а последний [c.156]

Иногда, основываясь на сведениях о, валентности атомов и форме их электронных облаков, можно предположить ту или иную конфигурацию молекулы. Например, в молекуле воды у атома кислорода два валентных электрона находятся в двух разных 2р-состояниях (скажем, в 2рж и 2р ). Форма их электронных облаков такова, что наилучшее перекрывание с электронными облаками атомов водорода (а следовательно, и наибольшая энергия связи) наблюдается в том случае, когда угол между связями ОН составляет 90° (что приблизительно соответствует экспериментальным данным). Оценка эта, разумеется, приближенная, так как при этом не учитываются отталкивание между атомами водорода, и деформация электронных облаков, которая при расчете некоторых молекул оказывается решающим фактором. [c.86]

Электронные облака атомов, как показано выше (см. 3.6), имеют различную форму, поэтому их взаимное перекрывание может осуществляться разными способами в тех направлениях, где наложение орбитальных собственных функций наибольшее. [c.104]

Электронные облака атомов имеют определенную пространственную ориентацию. Соответственно и область перекрывания электронных облаков находится в определенном направлении по отношению к взаимодействующим атомам. Поэтому ковалентная связь обладает направленностью. Характер распределения электронной плотности при образовании связи зависит от вида взаимодействующих атомов. [c.40]

Другие подходы [18] привели к шкалам, основанным на иных принципах, например на рассмотрении компактности электронного облака атома [19]. В некоторых из этих подходов можно рассчитать электроотрицательности для различных валентных состояний, различных гибридизаций (например, зр-углеродные атомы более электроотрицательны, чем 5р , которые в свою очередь более электроотрицательны, чем вр ) [20], а также по отдельности для первичного, вторичного и третич- [c.29]

Очевидно, что электронные облака атомов, входящих в молекулу, искажаются, и поэтому требование, чтобы базис в точности воспроизводил АО свободного атома, не обязательно. Важно только, чтобы в выбираемых функциях учитывались характерные свойства атомных функций. Поскольку. электрон атома находится в центральном поле, описывающая его АО должна иметь следующий вид [c.34]

Электронные облака атомов, образуя химические связи, деформируются. При этом большую роль играют условия симметрии, которые определяются, с одной стороны, свойствами данного атома, а с другой — свойствами симметрии атомов, с которыми он валентно связан. [c.88]

Электронные облака . Электронное облако атома в его устойчивых состояниях имеет симметрию тел вращения. Форма электронного облака зави- 4s [c.34]

Можно ввести параметр у, позволяющий оценить способность центрального иона сжимать электронное облако атома кислорода. Расчеты показывают, что этот параметр, который Дафф и Ингрэм называют параметром, смягчающим основность , имеет небольшое значение для щелочных металлов (около единицы) и возрастает при переходе к водороду, фосфору, сере (2,50 2,50 2,04 соответственно), образующим прочные анионы. [c.247]

Рассеивающая способность атома зависит от его атомного номера, длины волны лучей Я и угла рассеяния ф. Характер этой зависимости показан на рис. 32. Постепенное уменьшение амплитуды с увеличением угла ф (равного 2 0) вызывается тем, что рентгеновские лучи рассеиваются электронным облаком атома, распределенным по пространству. Расхождение по фазе волн, рассеянных разными участками электронного облака, возра- [c.77]

Уравнение (35) —вторая основная формула структурного анализа. Она выражает зависимость электронной плотности в некоторой точке ячейки от совокупности структурных амплитуд лучей, дифрагированных кристаллом. Если известны структурные амплитуды всех отражений, то можно найти значение xyz) в любой точке, а значит, и распределение плотности по ячейке, в том числе и положение всех максимумов — центров тяжести электронных облаков атомов. [c.82]

Мы уже знаем, что для органических соединений наиболее характерна ковалентная малополярная связь, которая образуется перекрыванием электронных облаков. Нам также известно, что электронные облака имеют различную форму, которая может изменяться в результате гибридизации. Причем и р-облака, и гибридные электронные облака могут по-разному располагаться в пространстве. Так, например, в молекуле метана гибридные электронные облака атома углерода располагаются в пространстве так, что их вытянутые концы направлены к вершинам тетраэдра (III, с. 13). [c.51]

Из сказанного ясно, что условием образования водородной связи является высокая электроотрицательность атома, непосредственно связанного в молекуле с атомом водорода. Только при этом условии электронное облако атома водорода достаточно сильно смещается в сторону атома-партнера, а последний приобре тает высокий эффективный отрицательный заряд. Именно поэтому водородная связь характерна для соединений самых электроотри нательных элементов сильнее всего она проявляется у соединений фтора и кислорода, слабее — у соединений азота и еще слабее — у соединений хлора и серы. [c.155]

Поэтому в обоих случаях электронные облака атома азота будут максимально удалены друг от друга при /) -гибрндиза-цин, когда нх оси направлены к вершинам тетраэдра. При этом в иоие все вершины тетраэдра заняты атомами подорода, [c.65]

Так, в атоме натрия (иорядковый номер Z— 11) ближайшие к ядру К- и -слой заняты десятью элект 10иами одиннадцатый электрон ирннадлел<ит к М-слою (п = 3). На рис. 21 кривая / изображает радиальное распределение вероятности для суммарного электронного облака десяти внутренних электронов атома натрия ближайший к ядру максимум электронной плотности соответствует /(-слою, второй максимум — -слою. Преобладающая часть внешнего электронного облака атома натрия расположена вне области, занятой внутренними электронами, и потому сил ьно [c.85]

В алканах атомные орбитали углерода имеют лр -гибри-дизацию четыре электронных облака атома углерода направлены в вершины тетраэдра под углами 109°28. Ковалентные связи, образуемые каждым атомом углерода, в алканах малополярны. Поэтому алканы вступают только в реакции замещения, протекающие с симметричным (радикальным) разрывом связей С—Н. Эти реакции обычно идут в жестких условиях (высокая температура, освещение). В результате становится возможным замещение водорода на галоген (С1, Вг) и нитрогруппу (NOj), например, при обработке метана хлором [c.200]

Из-зя зкранирующего действия электронного облака атома магнитное поле вблизи ядра Яэфф несколько ослабляется [c.72]

Гибридизация электронных облаков — это распростра-неииое явление, когда в процессе образования связей в мо лекулах происходит перестройка электронных облаков атома так, что все образуемые им химические связи становятся одинаковыми, ти связи ие являются Ь — Р, 8 — 5 или другими. связями, а представляют собой своеобразный гибрид тех и других. Например, у возбужденного атома бериллия электронная конфигурация 152, 25 , 2Р и в образовании связи участвуют один 5 — и один Р — электрон. В ходе образования новой молекулы с участием атома бериллия происходит гибридизация электронов первоначальная форма электронных облаков (орбиталей) взаимно изменяется и образуется облако (орбиталь) новой, но уже одинаковой формы. [c.30]

В образовании (Т-связей участвуют три электрона каждого атома углерода. Четвертый электрон внешней оболочки занимает 2р-орбиталь, не участвующую в гибридизации. Такие негибридные электронные облака атомов углерода ориентированы перпендикулярно плоскости слоя и, перекрываясь друг с другом, образуют делокализованные тг-связиСтруктура графита показана на рис. 16.2. [c.406]

Рассмотрим, к чему должно приводить такое взаимодействие в системах атом водорода—ион водорода и атом водорода—атом водорода. Для этого выясним характер электростатического поля, действующего внутри электронного облака атома. Очевидно, что иа бесконечно большом расстоянии от ядра напряженность этого поля равна нулю, так как атом в целом нейтрален и электроны полностью экранируют ядро. Однако на некотором конечном расстоянии от ядра г заряд ядра экранирован лишь долей электронов, которые находятся на расстоянии, меньиюм г, так как притяжение, создаваемое остальной частью электронов внутри сферы, равно нулю. [c.468]

Вопрос о возможном наличии эквивалентных орбиталей у атома, имеющего в основном состоянии электроны на определенных атомных орбиталях, помогает решать теория групп. Мы видели, что у атома с з-, р -, р -, р -орбиталями могут быть четыре эквивалентные орбитали, приводящие к зр -гибриднзации. зр -Гибридизация имеет место в молекуле СН4 с группой симметрии Т . То, что у электронных-облаков атома углерода возможна такая симметрия, можно установить исходя из данных теории групп. [c.88]

При sp -гибридизации образуются три гибридных облака, которые лежат в одной плоскости и ориентированы друг к другу под углом 120° (рис, 15). Эти три гибридных электронных облака перекрываются с р-электронными облаками атома хлора, и образуется плоская молекула треугольной формы — ВС1з (рис. 16), [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология