Бензол электронные конфигурации

Рис. 6.6. Схематическое изображение некоторых электронных конфигураций п-электронной системы молекулы бензола.

На практике молекулярные орбитали в целях построения лучших моделей аппроксимируются линейными комбинациями атомных орбиталей с центрами на различных ядрах. Такое построение называют линейной комбинацией атомных орбиталей (методом ЛКАО). Для бензола может быть использован точно такой же набор атомных орбиталей и а-связей, как в случае метода резонанса (разд. 9-3). Оказывается, что шесть молекулярных орбиталей могут быть сконструированы из различных независимых и обладающих соответствующей симметрией линейных комбинаций шести 2р-орбиталей углерода, перпендикулярных плоскости бензольного кольца. Шесть имеющихся в распоряжении ненасыщенных электронов помещаются далее попарно на три орбитали, обладающие наиболее низкой энергией, образуя электронную конфигурацию , которая может быть представлена схематически так, как изображено ниже [c.277]

Углерод в основном состоянии имеет электронную конфигурацию 2з 2р . Он образует стабильные ковалентные соединения с ковалентностью 2, 3 и 4. В ацетилене, где углерод двухвалентен, угол С—С—Н составляет 180° и одинарные (сигма) связи образуются 5/7-гибридизованными орбиталями с конфигурацией 2зр, 2рх2ру. В бензоле и этилене атомы углерода находятся в трехвалентном состоянии. Валентные углы в этих соединениях составляют 120°, что указывает на наличие тригональной зр -гибридизации. Поэтому конфигурация внешнего электронного слоя углерода в этом состоянии должна иметь вид 2зр 2р. Соединения четырехвалентного углерода обладают тетраэдрической конфигурацией, которой соответствуют 25рЗ-гибридизованные орбитали. [c.39]

Примените правило устойчивости электронной конфигурации атомов благородных газов для определения состава молекулы соединения, образующегося из хрома и парообразного бензола. Изобразите структурную формулу этого соединения. [c.34]

Вторая характерная особенность бензола — плоская конфигурация правильного шестиугольника. Ответственна ли она за ароматичность В рамках метода МОХ получаем па это утверди ельный ответ. Плоская конфигурация молекулы бензола с правильным шестиугольным циклом подразделяет электронную плотность па а- и л-системы. Только в плоской молекуле оси всех -АО атомов цикла строго параллельны друг другу, что позволяет создать единую систему л-орбиталей бензола, которая. ответственна за многие характерные его свойства. Таким образом, в основе ароматических соединений должны лежать плоские циклы. Конфигурация правильного шестиугольника также способствует стабильности ароматических соединений. Равенство всех углов между связями (120°) в бензоле в рамках метода локализованных МО указывает на 5 -гибридизацию, обеспечивающую максимальное перекрывание, и тем самым максимальную устойчивость а-связей в бензоле. Переход к плоским циклам с углом, например, 90 или 135° (квадрат и восьмиугольник) резко уменьшил бы перекрывание АО углерода и дестабилизировал бы цикл. Следовательно, плоская конфигурация обязательна для ароматических соединений углерода (и других атомов с валентными и р-электронами). Конфигурация же плоского шестиугольника является наиболее желательной, но не единственно возможной, пятичленные и семичленные циклы также возможны. [c.231]

К ароматическим соединениям относятся бензол и вещества, напоминающие его по своему химическому поведению. Бензолу присущи особые свойства, отличающие его от алифатических углеводородов, называемые ароматическими свойствами. Некоторые соединения, строение которых, казалось бы, существенно отличается от строения бензола, также обладают ароматическими свойствами. Однако в действительности эти соединения и бензол обладают сходной электронной конфигурацией (разд. 10.14). [c.301]

Вальден [16] высказал сомнение в возможности существования истинно инертных растворителей. Из большого числа экспериментальных доказательств можно сослаться, например, на исследование [17] растворимости хлорида водорода в органических средах, которое показало, что бензол и. другие соединения с простой электронной конфигурацией могут функционировать, как слабые основания. [c.161]

Для того чтобы можно было записать в явном виде левые части равенств (6.114) и (6.115), необходимо знать, насколько заполнены одноэлектронные энергетические уровни, или, другими словами, какова электронная конфигурация системы. Проиллюстрируем решение этой задачи на конкретном примере. Рассмотрим молекулу бензола в так называемом я-электронном приближении, в котором явно учитываются лишь наименее связанные электроны двойных связей (подробнее об этом см. ниже). [c.153]

Любой расчет в рамках одноэлектронного приближения (например, по методу Хюккеля) приводит к следующей последовательности энергетических уровней (в порядке повыщения энергии) Ачи, Е ц, Ечи, В2е (см. рис. 6.6). Размещение шести электронов, которые образуют я-электронную систему бензола, по одноэлектронным уровням энергии определяет электронную конфигурацию этой системы. Для данной электронной конфигурации возможны состояния с различной пространственной симметрией и спиновой мультиплетностью. [c.154]

Рис. 12. Электронные конфигурации молекулы бензола, рассчитанные по методу МОХ с КВ

Как мы уже видели, при сравнении электронных конфигураций основного и возбужденных состояний /г-дизамещен-ных бензола возбуждение может быть связано с таким перераспределением электронной плотности, которое в значительной мере подобно электронному переносу — процессу, обычному для многих химических реакций. Разумеется, между возбужденным состоянием, существующим всего 10 —10 сек, и равновесным (переходным) состоянием реакции имеются огромные различия, но некоторые аналогии в характере процессов их возникновения позволяют ожидать выполнения корреляций частот поглощения типа ( 11.46), ( 11.47). Для некоторых электронных переходов, однако, хромофорная система такова, что не включает непосредственно я-подобные электроны заместителя. В таких случаях следует ожидать корреляции частот поглощения не с [c.446]

Для бензола СбНе кольцевую структуру из атомов углерода предполагала уже классическая химия. Толкование связей в бензоле, однако, представляет значительные трудности. Сейчас установлено, что молекула бензола во всех трех агрегатных состояниях обладает шестерной симметрией (6/т тт— Вбь) и что все шесть расстояний между углеродными атомами равны между собой (С—С = 1,39 А). Это расстояние лежит между значениями расстояний для ординарной и двойной углеродных связей. Следует признать, что в бензоле вокруг атомов углерода имеется особая электронная конфигурация, иная, чем в алмазе и углеводородах с ординарной связью. В последних случаях связь осуществляется с помощью (зр )-гибридизации (см. стр. 87) в случае бензола плоскостное окружение атома углерода двумя углеродамн и атомом водорода приводит к [c.94]

Насколько важную роль для ароматических свойств соединений играет бензоидная электронная конфигурация видно из того обстоятельства, что гетероциклы, мало или вовсе не напоминающие бензол по составу и строению, но имеющие замкнутую систему из шести электронов, обладают ароматическими свойствами. [c.319]

Молекулярные кристаллические решетки. Молекулы, связанные между собой слабыми межмолекулярными силами притяжения — водородными связями или силами Ван-дер-Ваальса, образуют молекулярную решетку. Если элемент образует молекулу, в которой каждый атом приобретает электронную конфигурацию соседнего (по таблице Менделеева) инертного элемента, то между такими молекулами существует только слабое ван-дер-ваальсово ззаимодействие. Молекулярную кристаллическую решетку образуют молекулы N2, Р4, О , З , Ра, Оа, Вг 1г, А1а, инертные элементы. На, НаО, ЫНз и большинство органических соединений (твердые метан, бензол, фенол, белки и т. д.). [c.54]

Рис. 12. Электронные конфигурации молекулы бензола в основном (а) и возбужденном состояниях (б—д) при расчете по методу МОХ с КВ

Одноэлектронное окисление бензола дает катион-радикал бензола, СбН . Какова л-орбитальная конфигурация Происходит ли поглощение света, связанное с электронными переходами, в СвН при большей или меньшей энергии, чем у бензола Объясните ответ. [c.599]

Катион-радикал бензола С Н имеет всего пять я-электронов, т.е. валентную конфигурацию (Я1)" (Я2)" (Яз) . Система сопряженных двойных связей частично разрушается, и длина волны поглощаемого света должна уменьшиться (энергия поглощаемого света возрастает). [c.526]

Для определения электронной конфигурации бензола используется ауфбау-принцип. Каждый атом углерода поставляет в л-си-стему один электрон (каждый атом углерода поставляет 6 электронов 2 остаются в виде ls и вносят несущественный вклад в связывание 3 используются с а-остове, по одному на каждую а-связь следовательно, остается I электрон на каждой 2ря-орби-тали). Два электрона зани.мают низшую орбиталь (которую обычно обозначают символом а). Четыре электрона могут занимать две вырожденные орбитали, обозначаемые символом е. Поэтому конфигурация будет a-e . Существенно то, что заняты, только те молекулярные орбитали, которые характеризуются как связывающие. Это вторая особенность, обусловливающая стабильность бензольного кольца. [c.540]

Шесть электронов я-системы бензольного ядра могут участвовать в образовании координационных связей. Атом хрома имеет шесть валентных электронов и для достижения устойчивой 18-ти электронной конфигурации ему необходимо еще 12 электронов. При взаимодействии хрома с парообразным бензолом две молекулы бензола предоставляют 12 электронов атому хрома, в результате образуется дибензолхром [Сг(СбНб)2]. в котором атом металла располагается между двумя циклическими молекулами бензола. [c.107]

Ядро цнклопентадиеннл-аниона, подобное бензолу, имеет шесть л-электронов. При взаимодействии двухзарядного иона железа с циклопентадиеннл-анионом 6 валентных электронов от иона железа и 12 электронов от двух анионов С5Н5 формируют координационную связь, прн этом обеспечивается 18-ти электронная конфигурация. [c.107]

Активность палладия (выраженная числом миллимолей бензола, реагирующих в секунду на одном атоме палладия), осажденного на носителях с высокой кислотностью (HY, LaY, eY, алюмосиликат с 13% AI2O3), примерно в четыре раза выше активности катализаторов Pd/AluOa, Pd/SiOj, Pd/MgO или Pd-NaX. Объясняется [98] это тем, что палладий взаимодействует с носителем, и в результате электронная конфигурация палладия становится похожей на конфигурацию родия и катализаторы проявляют повышенную активность. (Извест- [c.187]

Подобный подход хорошо работает при расчете систем с относительно равномерным распределением заряда, например углеводородов, для которых он и был первоначально использован. Однако даже И1В таких случаях бывают казусы. Например, в соответствии с предсказаниями РМХ-расчета, бензол должен распадаться на три молекулы ацетилена с выделением значительного количества тепла [97]. Что касается систем, содержащих гетероатомы, то для них более адекватным является итеративный расширенный метод Хюккеля, (ИРМХ, ШНТ) [98—100]. В этом методе уже учитывается зависимость от заряда на данном центре, причем зависимость полагается линейной. Этот метод довольно широко применяется как в расчетах органических и неорганических соединений с 5- и р-валентными электронами [98—102], так и в расчетах комплексов переходных металлов [103], однако для последних он оказался существенно менее пригодным. Значительно более пригодным для соединений, содержащих атомы переходных металлов, является так называемый метод Малликена — Вольфсберга — Гельмгольца (МВГ, М 0) [95], в котором проводится самосогласование как по заряду, так и по электронной конфигурации переходного металла. В литературе обсуждались и другие, более сложные самосогласованные подходы с учетом перекрывания (некоторые из них приведены на схеме приближенных методов МО ЛКАО в табл. 2.4), однако они не получили особого распространения. [c.66]

Поэтому ни одно из этих ядер не обладает самостоятельно шестью п-электронами, сочетание котг>рых характерно для бензольного ядра. Благодаря наличию общих для обоих ядер двух л-электронов конфигурация электронного облака в нафталине уже иная, чем в бензоле, поэтому и связи в нафталине не равноценны и не равны по протяженности. Взаимное влияние конденсированных бензольных ядер обусловливает качественные особенности нафталиновой группировки в целом. Однако вопрос о том, в чем сущность такого влияния и как оно сказывается на конфигурации облака тг-электро-нов нафталина, ждет еще окончательного разрешения. [c.121]

Более слабые кислотные центры сульфатов металлов также играют весьма важную роль в селективности. Сульфаты металлов являются высокоселективными катализаторами образования формалина из хлористого метилена [65], гидратации этилена [96], дегидратации 4-метил-пентанола-2 [97] и т.д., особенно по сравнению с катализаторами, обладающими сильно кислотными центрами (алюмосиликаты и др.). При бен-зилировании замещенных бензолов хлористым бензилом на сульфатах металлов позиционная реакционная способность в толуоле оу, mj и ру составляет 11,2,1,30 и 23,2 [98]. Селективность положения означает, что в иара-положении толуол реагирует в 23,2 раза быстрее, чем бензол. С другой стороны, субстратная селективность в ряду производных бензола такова толуол 1,00, бензол 0,12, о-ксилол 2,5, ж-ксилол 4,1, п-ксилол 1,8 и бромбензол 0,019. Скорость реакции существенным образом зависит от электронной конфигурации, как показывают величины константы р в соотнощении Брауна log Pf=f(Sf), где Sj= log (2- [c.153]

В тех случаях, в которых реагирующие компоненты непосредственно соединены не участвующими в химическом превращении связями, разрешенные реакции могут стать запрещенными по симметрии из-за создающих напряжения разрыхляющих взаимодействий, возникающих вне системы связей, непосредственно участвующих в реакции. Так, призман не может быть превращен в результате процесса [о28+а2а+о2а1 В три изолированные невзаимодействующие частицы этилена, находящиеся в основном состоянии. Геометрические напряжения, вызываемые неучаствующим в реакции а-скелетом, требуют, чтобы частицы этилена, образующиеся в такой реакции, сильно взаимодействовали по разрыхляющему типу. Электронная конфигурация возникающего образования, обусловленная орбитальной симметрией, является дважды возбужденным состоянием образующегося бензола (разд. 6.4). Когда возникают подобные обстоятельства, необходимо проводить полный анализ, используя принцип сохранения орбитальной симметрии. [c.186]

В работах [174, 175] молекулярно-статистическим методом были рассчитаны термодинамические характеристики адсорбции бензола, нафталина, антрацена и фенантрена на базисной грани графита. При расчетах Ф за силовые центры принимались атомы Саром и группы СНаром молекул ароматических углеводородов и атомы Сгр графита, причем потенциальные функции ф взаимодействия с атомом Сгр атома Саром и группы СНаром принимзлись одинаковыми. Параметры функций ф оценивались исходя из свойств адсорбата и адсорбента, взятых в отдельности. Расчеты термодинамических характеристик адсорбции производились при использовании разных приближений (моделей) для зависимости Ф от положения молекулы (от координат г, 0 и tj)). Значения Фо — потенциальной энергии адсорбции в минимуме потенциальной кривой — для антрацена и фенантрена принимались одинаковыми. Выше отмечалось, что в случае сложных сопряженных систем надо в дальнейшем учесть влияние различий в электронной конфигурации молекул на энергию адсорбции при всех их ориентациях относительно позерхности ГТС (см. [1, 51а]). [c.87]

Другой интересный пример — структура бис-(я-гексаметилбен-зол)рутения (XXI). В отличие от бис-(п-бензол)хрома (IX), в котором сохраняются ось симметрии шестого порядка и плоская конфигурация бензольных ядер, в структуре XXI одно из бензольных колец искажено. Молекула XXI в отличие от неполярного соединения IX имеет в растворе дипольный момент 2,031). Природа искажения понятна из правила 18 электронов атом рутения дает восемь электронов, шесть электронов дает одно бензольное кольцо, а второе кольцо координируется лишь за счет двух я-связей, вносящих четыре электрона. При симметричной структуре бис-(п-гек-саметилбензол) рутения типа IX с равноценными ареновыми кольцами в валентной оболочке было бы 20 электронов. [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология