Плотность электронов

Рис., 7. Радиальное распределение плотности электронного облака 1 , и З -электронов. (В качестве единицы по оси абсцисс принят радиус первой орбиты атома водорода ао = 0.529 А).

Начиная с 50-х годов, получило развитие новое направление в разработке методов оценки реакционной способности молекул на основе представлений квантовой теории химической связи. Особенностью этого направления являются определение реакционных центров в молекулах исходя из молекулярной структуры и разработка методов оценки относительной реакционной способности молекул. Так, в методе Хюккеля реакционная способность молекул качественно характеризуется индексами реакционной способности плотностью электронного заряда, индексом свободной валентности, энергией делокализации и др. (см. 37). В методе МО ЛКАО была показана особая роль граничных молекулярных орбиталей. В 60-х годах Вудвордом и Хоффманом было сформулировано правило сохранения орбитальной симметрии в синхронно протекающих элементарных химических актах. Все эти положения получили логическое завершение в методе возмущенных молекулярных орбиталей (метод ВМО). [c.583]

Рис. 13. Распределение плотности электронного облака в молекуле водорода при антипараллельных спинах электронов (а) и в сближающихся атомах водорода при параллельных спинах электронов (б).

Характер распределения электронной плотности для исходных атомных и образованных молекулярных орбиталей показан на рис. 24. Следует отметить, что поскольку складываются (вычитаются) орбитали (точнее волновые функции), то электронная плотность (характеризуемая квадратом волновой функции) между ядрами больше суммы плотностей электронных облаков изолированных атомов для тех же расстояний. На рис. 25 показано распределение /ектронной плотности в молекуле водорода На- Электронная плот- [c.48]

Симметричная функция (рис. 5, I) отражает увеличение плотности электронного облака в области перекрывания между двумя атомами (кривая 2) по сравнению с плотностями электронных облаков отдельных атомов, описываемых функциями и (кривые 1). Увеличение плотности отрицательно заряженного электронного облака между положительными ядрами приводит к тому, что ядра как бы стягиваются этим облаком и возникает химическая связь. Система — электрон в поле двух протонов — находится в энергетически более выгодном состоянии ( симы), чем исходная система — электрон в иоле одного протона [c.26]

Как видно из этого уравнения, градиент поля в молекуле является чувствительной мерой плотности электронного заряда в непосредственной близости от ядра, поскольку уравнение (14.12) включает величину ожидания <1/г >. В первом члене суммирование проводится по всем ядрам, окружающим квадрупольное ядро, а во втором члене — по всем электронам. При известной молекулярной структуре первый член рассчитать легко. 7в обозначает заряд ядра любого атома в молекуле, отличающегося от ядра А, градиент поля на котором исследуется 0дв — угол между осью связи или осью вращения высшего порядка для А и радиус-вектором йдв, связывающим А с В. Второй член представляет собой градиент поля в молекуле, создаваемый электронной плотностью, и называется градиентом электрического поля Наконец, —волновая функция основного состояния и 0А —угол между связью или главной осью и радиус-вектором г для н-го электрона. Этот интеграл взять трудно. В приближении ЛКАО можно написать [c.270]

Перекрывание электронных облаков нельзя рассматривать как простое наложение электронного облака Од ого изолированного атома на электронное облако другого изолированного атома. Поскольку складываются волновые функции, определяемая величиной электронная плотность между атомами будет больше суммы плотностей электронных облаков изолированных атомов для тех же расстояний от ядра. При образовании химической связи электронные облака как бы вытягиваются навстречу друг другу. [c.80]

Различную вероятность нахождения электрона в разных точках пространства при нормальном состоянии водородного атома в известной мере иллюстрирует рис. 6. В случае указанной неодинаковой вероятности принято говорить о различной плотности электронного облака (или о различной электронной плотности). [c.45]

Реакции замещения ароматических углеводородов удобно классифицировать с точки зрения электронных представлений о типах замещения. Так, например, промежуточные соединения типа В с недостатками электронов стремятся к центрам с высокой плотностью электронов в молекулах, с которыми они реагируют. Такие промежуточные соединения называются электрофильными (электронно-акцептерными), и реакции замещения, в которых участвуют такие промежуточные соединения, обозначаются как реакции электрофильного замещения. Подобным же образом промежуточные соединения тина В стремятся к реакционным центрам молекулы с низкой илотностью электронов и называются нуклеофильными. Реакции замещения, включающие участие таких промежуточных соединений, известны как реакции нуклеофильного замещения. Промежуточные соединения в виде свободных радикалов вследствие их электронейтральности мало подвержены влиянию центров большой и малой плотности электронов. Замещения, включающие участие промежуточных соединений в виде свободных радикалов, называются реакциями свободно-радикального замещения [159]. [c.392]

Если в адсорбции участвует электроотрицательное вещество, то под воздействием двойного электрического слоя (за счет электростатического отталкивания) уменьшается плотность электронов вблизи металлической поверхности. Это уменьшение, в свою очередь, снижает скорость дальнейшего процесса адсорбции и энергию адсорбционных связей. [c.185]

Состояние электрона описывается одноэлектронной волновой функцией ф , характеризуемой определенным набором квантовых чисел. Функция эта называется молекулярной орбиталью (МО). В отличие от одноцентровой атомной орбитали (АО) молекулярная орбиталь в общем случае многоцентровая, так как число ядер в молекуле не менее двух. Как и для электрона в атоме, квадрат волновой функции определяет плотность вероятности нахождения электрона или плотность электронного облака. [c.59]

Анализируя результаты, представленные в табл. 6.3 и на рис. 6.13, можно предположить, что при адсорбции на металлах соединений, содержащих группы НОг и ЗОз, происходит перераспределение электронной плотности — электроны этих групп становятся частью электронного газа металла. Хемосорбционные процессы этих соединений в значительной степени усиливаются на анодных участках (ОПП от 30 до 90%, анодного действия). Если на металле присутствуют положительно и отрицательно заряженные участки, такие соединения будут адсорбироваться и образовывать [c.299]

В триплете же перекрываются орбитали с различными знаками, что ослабляет плотность электронного облака между ядрами и приводит к отталкиванию атомов. [c.150]

Ковалентные химические связи между однотипными или различными атомами обусловлены наиболее удаленными от центра, или валентными, электронами. Когда говорят об электронах, следует, пожалуй, подразумевать электронные облака, т. е. плотность распределения электронов. Радиальное и угловое распределение плотности электронов описывается одноэлектронными волновыми функциями Ч , называемыми также атомными орбиталями, которые получают путем решения квантово-механического уравнения Шредингера [c.95]

Радиальная вероятностная плотность электрона в возбужденном состоянии 2 а. [c.31]

Взаимное влияние атомов, непосредственно друг с другом не связанных, может передаваться на значительное расстояние по цепи ато мов углерода и объясняется смещением плотности электронных облаков во всей молекуле под влиянием имеющихся в ней различных по электроотрицательностн атомов или групп. Взаимное в лияние может передаваться и через пространство, окружающее молекулу, — в результате перекрывания электронных облаков сближающихся атомов. [c.464]

Ковалентная связь. На рис. 22 представлено образование связывающей и разрыхляющей МО молекулы Нг из АО, а также диаграмма плотности вероятности (плотности электронного облака). В нижней части рис. 22, а и б приведены условные контурные диаграммы электронной плотности, напоминающие топографические карты. В пространстве между ядрами значения ф5 и ф5р выше, чем были бы они для изолированной атомной орбитали. Соответственно выше здесь и плотность электронного облака. Это означает, что для молекулярной орбитали вероятность пребывания электрона в межъядерной области велика. Отрицательный заряд между ядрами притягивает к себе положительные заряды обоих ядер и в то же время экранирует их друг от друга, уменьшая их взаимное отталкивание. В результате наблюдается значительное понижение энергии электрона в поле двух ядер молекулы по сравнению с энергией электрона в атоме. Общее понижение энергии —результат преобладающего понижения потенциальной энергии электрона. Поэтому система из двух ядер и электрона оказывается более устойчивой, чем система разъединенных ядер, иными словами, вследствие понижения потенциальной энергии электрона возникает химическая связь. Характерной ее особенностью является коллективизирозание электрона всеми (здесь двумя) ядрами молекулы. Такая связь называется ковалентной. В основе хими- [c.69]

Цифрами указана плотность электронного облака в условных единицах. [c.67]

Уравнение Шредингера имеет решение только для определенных дискретных значений энергии Е. Различные значения Е имеют смысл различной формы распределения плотности электронов, которые определяются главным квантовым числом п, квантовым числом, характеризующим момент, I и магнитным квантовым числом т. [c.96]

Система RYSALIS j ] определяет трехмерную структуру белка по распределению плотности электронов (РПЭ). ЭС интерпретирует информацию по дифракции рентгеновских лучей, включающую информацию о положении и интенсивности рассеянных волн, и выводит атомную структуру. ЭС использует знания о составе белка и рентгеноструктурном анализе, а также эвристики, чтобы с помощью анализа РПЭ получать и проверять гипотезы относительно правдоподобных белковых структур. HYSALIS использует архитектуру типа доски объявлений , содержащей независимые источники знаний для выдвижения и проверки многоуровневой структуры гипотез. ЭС написана на языке ЛИСП. [c.262]

Подобным же образом преимущественная ж-ориентация у нитробензола является следствием резонанса с индукцией понижающего плотность электронов во всех положениях кольца, но особенно в о-и-положе-ниях, что делает этн положения наименее чувствительными к действию электрофильных реагентов (XLVIII) [c.414]

Действительные же значения радиусов ионов (кроме Са , лежат ииже пунктирной кривой. Объяснить этот факт можно с позиций ТКП. Отрицательный ааряд электрона, находящегося на ёе -орбитали, концентрируется в области между лигандами (см. рис. 207, б). Электронная же плотность -электрона концентрируется непосредственно в направлении лигандов ( . рис. 207, а). Следовательно, е -электроны, экранируют ядро иона (заслоняют его от лигандов) в меньшей степени, чем d -электроны. Поэтому появле 1ие электрона на е -орбитали приводит к относительному усилению притяжения отрицательно заряженного лиганда к положительно заряженному иону -элемента и их сближению. Это объясняет уменьшение эффективного ра- [c.509]

Если считать, что в реакции замещения водорода металлом в первую очередь происходит атака карбаниона по углерод-водородной связи, то можно было бы ожидать, что сравнительная скорость ее в различные положения должна была бы контролироваться сравнительными плотностями электронов в тех положениях кольца, в которых находятся атакуемые атомы водорода. Представляется невероятным, чтобы существовал какой-либо механизм изменения этих плотностей электронов, в котором резонанс играл бы какую-либо роль. Отсюда следует, что сравнительные плотности электронов должны определяться в первую очередь индуктивным влиянием заместителя. Исходя из этого полон<ения, электронные плотности в моноалкилбензолах должны быть наиболее высокими в о-положении и должны уменьшаться в ж- и п-псложениях в указанном порядке. Из этих данных следует, что замещение в о-положе- [c.474]

Расчет Гейтлера и Лондона дал количественное объяснение химической связи иа основе квантовой механики. Он показал, что если электроны атомов водорода обладают противоположно направленными спинами, то при сближении атомов происходит значительное уменьшение энергии системы — возникает химическая связь. Образование химической связи обусловлено тем, что при наличии у электронов антипараллельных спинов стано1зится возможным передвижение электронов около обоих ядер, которое иногда не вполне удачно называют обменом электронов . Движение электронов около обоих ядер приводит к значительному увеличению плотности электронного облака в пространстве между ядрами, которое стягивает положительно заряженные ядра. Притяжение уменьшает потенциальную энергию электронов, а следовательно, и потенциальную энергию системы — возникает химическая связь . Следовательно, образование химической связи объясняется понижением потенциальной энергии электронов, обусловленным увеличением плотности электронного облака в пространстве между ядрами. [c.79]

Для дальнейшего рассмотрения механизма реакций замещения важно ясно представлять себе фактическое различие между электронной структурой этих двух классов комплексов. Как указывалось ранее, бензольное кольцо в настоящее время изображается в виде плоского кольца с относительно высокой копцентрацией электронов по обеим сторонам плоскости. Электрофильные атомы или группы, по-видимому, будут притягиваться к электронному облаку в местах наибольшей плотности. Так как постулируется, что плотность электронов в центре кольца мала, а значительной она является непосредственно выше и ниже плоскости кольца углеродных атомов (рис. 1), то электрофильные атомы или группы должны были бы ассоциироваться с электронами, находящимися но соседству с этой областью, и, по-видимому, должны обладать возможностью легко передви- гаться вокруг кольца высокой плотности электронов, не внося большого изменения в их распределение [c.401]

Стало обычным рассматривать влияние заместителя на ориентацию и скорость замещения с точки зрения изменения плотности облака электронов при различных положениях в ароматическом кольце [164, 309] как следствие индукции и резонанса. Нанример, сильная о-лг-ориептация, наблюдаемая у фенолов, исходя из этого положения, приписывается резонансному взаимодействию, которое с индукцией увеличивает плотности электронов во всех положениях кольца, но особенно в о- и п-ноложениях, [c.413]

Когда заместителями являются галоиды, сильно электроотрицательный заместитель понижает плотность электронов в кольце и уменьшает стойкость всех резонансных форм сг-комплексов по сравнению с Г-ком-нлоксом бензола [c.416]

Квантовое число п равно.числу узловых поверхностей орбитали. /эловой поверхностью называется геометрическое место точек, для которых 1) = 0. Очевидно, если гр = О, то = О, поэтому плотность электронного облака на узловой поверхности равна нулю. В число узловых поверхностей вклюлается также [c.24]

Как показали Гейтлер и Лондон, электронная плотность в области между ядрами в молекуле Нг оказывается выше, чем простое наложение электронной плотности атомов. Эта повышенная плотность электронного заряда между ядрами удерживает их вместе, поскольку пребывание двух электронов в поле двух ядер энергетически выгоднее нахождения каждого из них в поле одного ядра. Пара электронов, ставшая общей двум ядрам, обусловливает химическую связь в молекуле. Так как функция (18.1) симметричная, то из принципа Паули следует, что образование молекулы На с такой функцией возможно только, если спины электронов антипараллельны. Полная волновая функция Фмол будет при этом антисимметричной по отношению к перестановке координат электронов. [c.55]

Рис. 9,6 показывает также, что при увеличении расстояния от ядра величина монотонно убывает. Это означает, что по мере удаления от ядра плотность электронного облака )5-злектрона уменьшается иллюстрацией этого вывода может служить рис. 5, Это не означает, однако, что с ростом г вероятность обнаружить 15-элсктрон тоже монотонно убывает. На рис. 10 выделен тонкий слон, заключенный между сферами с радиусами г и где А/-— некоторая [c.79]

На рис. 1.33 показано распределение электронной плотности в системе, Состоящей из двух ядер и двух электронов, вычисленное при помощи волновых функций (1.49) и (1.50) (вспомним, что плотность электронного облака определяется квадратом вблновой функции). Участки с большей плотностью электронного Ьблака на рис. 1.33 более темные. Так как при наличии у электронов [c.79]

Эти хемосорбционные связи в большей или меньшей степени поля-ризовзны, и тот факт, что водород образует положительные, а этилен — отрицательные адсорбционные слои на N1 , можно было бы истолковать как указание на существование адсорбции акцепторного или донорного типа [14], как на полупроводниках но в этом случае ввиду высокой плотности электронов и дырок эффекты, связанные с потенциальным барьером, гораздо слабее. [c.33]

Изменение потенциальной энергии сопровождается изменением плотности электронных облаков. При сближении взаимодействующих атомов происходит взаимопроникновение электронных облаков, вследствие чего плотность отрицательного электричества в пространстве между центрами обоих атомоь возрастает. Положительно заряженные ядра атомов притягиваются к этой области повьииенной плотности отрицательного электричества. [c.44]

Наоборот в системе электронов с параллельными спннами,-плотность электронного облака между атомами снижается до нуля — электроны выталкиваются из пространства между ядрами и химической связи не возникает. [c.80]

Квантовая механика не дает в настоящее время возможности объяснить указанную двойственность в характере рассматриваемых явлений, так как остается еще не раскрытой природа элементарных частиц и сущность их свойств — заряда, спина и др. Поэтому методы квантовой механики носят в значительной степени формальный характер. Однако выводы, получаемые таким путем, дают возможность разрешать многие задачи, неразрешимые в настоящее время другими методами. При помощи квантовой механики можно характеризовать состояние электрона в атоме и определять плотность электронного облака в различных точках атома. В настоящее время успешное приложение квантово-механических методов к решеиию ряда важных проблем химии привело к возникновению нового раздела химии — квантовой химии. [c.44]

Степень экранирования протонов электронами зависит от плотности электронного облака вокруг протонов, а это последнее зависит в свою очередь от ПЛПЛН 1Я других атомов, например, в молекуле этилового сппрта [c.41]

Антисимметричной волновой функции отвечает уменьшение плотности электронного облака между атомами (рис. 5, II). При этом положительно заряженные атомы отталкиваются и система становится энергетически неустойчивой. Молекулярной орбитали г11анр отвечает энергия Е т, больишя, чем энергия атома водорода Е . Орбиталь 1[)анг, соответствующая повышению энергии, называется разрыхляющей молекулярной орбиталью. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология