Атом электронная насыщенность в молекуле

Некоторые молекулы, хотя они на первый взгляд являются валентно насыщенными системами, так как их валентные электроны попарно заселяют молекулярные орбитали, отнюдь не лишены способности соединяться химическими связями с другими молекулами, не разрывая при этом своих собственных межатомных связей. Одни из этих молекул для этого должны иметь незанятые валентные орбитали, а другие — неподеленные пары электронов. Таким образом, одни молекулы проявляют способность присоединять другие молекулы до тех пор, пока не будут заняты все их валентные орбитали. Как известно, р -орбиталь бора не занята в молекуле ВРз. Поэтому эта молекула присоединяет молекулу аммиака, атом азота которой имеет на валентной орбитали одну пару неподеленных электронов, причем образуется донорно-акцеп-торная связь, почти ничем не отличающаяся от других ковалентных связей. Следовательно, нет оснований называть подобные соединения молекулярными комплексами — это настоящие атомные, а не молекулярные соединения. Связи подобного типа с донорами электронов могут образовать также молекулы — соединения бериллия, алюминия и др. В молекулах типа ВеРг имеются две незанятые валентные орбитали. Благодаря этому фторид бериллия присоединяет две молекулы диэтилового эфира, кислород которого служит донором электронов. Если в молекулах имеются незанятые валентные орбитали и недостаточное количество электронов для их нормального заселения парами электронов, как, например, в молекулах бороводородов, то эти молекулы в ряде случаев соединяются друг с другом путем делокализации всех валентных электронов между всеми молекулярными орбиталями, в результате чего все они оказываются частично заселенными электронами и между молекулами образуются настоящие химические связи. Это относится не только к взаимодействию молекул диборана с образованием высших боранов, но и к конденсации атомов металлов, в результате которой получаются твердые металлы. Атомы металлов также имеют незаселенные валентные орбитали, которые при конденсации сливаются в валентную зону и таким образом становятся достоянием всех валентных электронов. [c.88]

При рассмотрепии кобальта с порядковым числом 27 становится очевидным, что образование, подобное строению благородного газа, в этом случае маловероятно, так как трудно предположить, чтобы этот металл при соединении только лишь с окисыо углерода был насыщенным в своей внешней оболочке. Оп обязательно будет иметь слишком мало пли слишком много электронов. Поэтому молекула карбонила кобальта содержит не один атом металла, а представляет дикобальтоктокарбопил — С02 (СО)в, состоящий [c.700]

В соответствии с существующей в настоящее время теоретической концепцией получение абсолютно чистых веществ т. е. совершенно не содержащих примесей) принципиально возможно, но только в очень небольшой области концентраций для достаточно большой пробы чистого вещества и за более или менее ограниченный промежуток времени. Для контроля чистоты необходимы особо чувствительные методы анализа. Применение методов ультрамикроанализа позволяет осуществить мечту аналитиков — обнаружение отдельных атомов в матрице вещества. Одним из таких методов является лазерная спектроскопия. Вещество испаряют и атомы селективно возбуждают действием лазерного излучения в узкой области частот. Возбужденный атом затем ионизируется вторичными фотонами. Число испускаемых при этом свободных электронов фиксируют пропорциональным счетчиком. С помощью эффективно действующей лазерной установки можно ионизировать все атомы определяемого вещества. Метод, основанный на использовании этого явления, называют резонансной ионизационной опектро-скопией (РИС). Например, можно определять отдельные атомы цезия. В другом варианте метода — оптически насыщенной нерезонансной эмиссионной спектроскопии (ОНРЭС) — измеряют интенсивность флуоресцентного излучения возбужденных атомов. Чтобы отличить излучение определяемых элементов от излучения других компонентов пробы, длины волн флуоресценции сдвигают воздействием других атомов или молекул. Этим методом также можно определять отдельные атомы вещества, например натрия. [c.414]

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]

Детальная характеристика внутримолекулярного распределения электричества требует установления степени электронной насыщенности каждого из образующих данную молекулу атомов, которая может быть выражена при помощи его формального эффективного заряда (б). Последний численно определяется (в е-единицах) как алгебраическая сумма полярностей связей, соединяющих данный атом со всеми другими. [c.97]

Незаряженные и валентно насыщенные молекулы (Нг и СЬ) оказывают друг на друга небольшое силовое воздействие. Необходимое для реакции ослабление связей происходит здесь только при наличии у сталкивающихся частиц значительной кинетической энергии Е2. Напротив, атом С1, обладая свободной валентностью, легко взаимодействует с электронами, образующими связь в молекуле Н2. В этом случае для реакции достаточен небольшой запас кинетической энергии Ei, примерно на порядок величины меньший, чем для молекул 2. Поэтому если диссоциация слабой молекулы I2 энергетически выгоднее, чем возникновение переходного состояния в форме трапеции, то реакция в основном протекает через образование свободных атомов С1. [c.51]

Такая сложная атомная система может распасться с образованием новой молекулы НО, сопровождающейся уходом атома Н. Для того, чтобы подойти на достаточно близкое расстояние к молекуле Нг атому О необходимо преодолеть силы отталкивания, существующие между насыщенной молекулой и любой другой молекулой или атомом (см. гл. ХХП) вследствие отталкивания электронных оболочек. [c.436]

Поскольку в теории МО электроны вводятся в электрическое поле, образуемое всеми ядрами молекулы, в действительности невозможно обозначать те или иные электроны как 2 или 2р, поскольку эти термины применимы лишь, к конфигурациям электронов в атомах, а не в молекулах. Поэтому атом углерода в насыщенной молекуле нельзя обозначать как 5р -гибридизованный > [c.63]

Вспоминая электронные структуры таких насыщенных молекул, как ЫНз и СН4, мы могли бы ожидать, что атом бора, имеющий в возбужденном состоянии три внешних одиночных электрона, должен был бы давать насыщенное водородное соединение борин с формулой ВНз. В противоречии с этим предположением находится, однако, тот факт, что мономерные молекулы борина с довольно значительным экзоэффектом димеризуются, и в действительности получается всегда диборан, т. е. ВгНе [c.305]

Если какая-либо частица, обладающая нечетным числом валентных электронов, например свободный радикал или свободный атом, сталкивается с молекулой с насыщенными связями, то первичный радикал может соединиться с атомом или радикалом насыщенной молекулы, из которой при этом образуется новый радикал [c.53]

Неаддитивный член Днз предполагается малым для атомов молекул с насыщенными валентными связями и поэтому часто не учитывается. Можно ожидать, что он будет очень большим для атомов с неспаренными электронами. Это действительно имеет место при высоких температурах в диссоциированных газах, где межмолекулярные силы являются химическими валентными силами, проявляющими эффект насыщения (два атома водорода Н могут сильно притягиваться друг к другу и образовывать молекулу Н2, но тогда третий атом Н не будет сильно притягиваться). Подставляя (2.75) в выражение для Qз, а дз, р2 и 01 — в уравнение (2.62), после некоторых алгебраических преобразований для С получим следующие выражения [c.42]

Дискретным уровням атома в твердом теле соответствует всегда дискретная система разрешенных зон. разделенных запретными зонами. Как правило, если электроны образуют в атоме или молекуле законченную группу, то при объединении их в твердое или жидкое тело создаются зоны, все уровни которых заполнены, поэтому такие вещества будут обладать при абсолютном нуле свойствами изоляторов [48, стр. П71. Сюда относятся решетки благородных газов, молекулярные и ионные решетки соединений с насыщенными связями. В решетках алмаза, кремния, германия, а-олова, соединений типа А В , А В , С5 каждый атом связан единичными валентными связями с четырьмя ближайшими соседями, так что вокруг него образуется законченная группа электронов 5 р и валентная зона оказывается заполненной. [c.235]

Эти исследования были продолжены в отношении большого числа газов при значительных видоизменениях метода и дали такой же ход кривых эффективного сечения в зависимости от скорости электронов. При этом была установлена связь между общим ходом кривых Q = / (I и) и строением молекулы газа. Так, кривые имеют одинаковый вид для N2 и СО, содержащих одинаковое число электронов в молекуле (рис. 129), или, например, для молекул, внешние электроны которых образуют насыщенные симметричные оболочки (атом аргона, СН4 и др.) [986]. Как и неравномерное рассеяние электронов по различным направлениям, эффект изменения длины свободного пути электрона при изменении его скорости является следствием волновой природы электронов и так же, как неравномерное рассеяние, может рассматриваться как диффракция электронных волн на атомах. Методы волновой механики дают возможность количественно подсчитать этот эффект. [c.284]

В замещенном алкане связи формально локализованы и влияние заместителя называют индуктивным эффектом. Индуктивный эффект есть название, данное смещению электронов, обусловленному разностью электроотрицательностей между заместителем и остатком молекулы. Так, связь, к которой присоединен электроотрицательный заместитель типа атома фтора, будет полярной, причем большая электронная плотность будет на том конце связи, где присоединен атом фтора. Эта полярность обязательно окажет определенное влияние на соседние связи, как через связи, так и через пространство (т. е. чисто электростатическим образом). Удобно разделить заместители на более электроотрицательные, чем углерод, — их называют притягиваю-щими электроны группами, и на менее электроотрицательные, их называют отталкивающими электроны группами. Эти тер-мины носят лишь относительный характер. Например, метиль-ная группа — отталкиватель электронов, когда она связана с бензольным кольцом. В производных насыщенных алканов индуктивный эффект спадает очень быстро и становится почти пре-небрежимым на расстоянии двух атомов углерода, [c.340]

Теперь надо проверить возможность переноса найденных описанным полуэмпирическим методом для этана и пропана атом-атомных потенциалов 9с( р=) с(гтс) и фн. .. с(гтс) на молекулы других насыщенных углеводородов — алканов и ненапряженных цикланов, т. е. углеводородов, в молекулы которых атомы углерода входят в той же электронной конфигурации зр , что и в молекулах этана и пропана. [c.172]

В основе ценной теории лежит утверждение о том, что в механизме цепных реакций ведущую роль пграют активные центры — свободные радикалы и атомы. Свободная валентность таких активных центров обусловливает их первое важное для протекания цепной реакции свойство, а именно, высокую химическую активность и возмоншость их взаимодействия с валентно-насыщенными молекулами с малой энергией активации. По современным представлениям это происходит потому, что свободный электрон радикала или атома воздействует на электроны, образующие связи в молекуле, с которой этот радикал или атом встречается. В этом случае, в противоположность взаимодействию двух молекул, имеется прямое воздействие, которое и является причиной, выводящей систему из относительно устойчивого состояния [21. В результате химическая реакция между свободным радикалом и молекулой протекает с незначительной энергией активации. [c.45]

Некоторая делокализация л-электронов характерна для всех полиенов — молекул типа Н(—СН = СН—СН = СН—) пН с сопряженными двойными и простыми связями. В таких системах создается возможность последовательного одностороннего смещения л-электронов под влиянием изменения электрического состояния любого атома углерода, вызываемого замещением связанного с ним атома водорода на какой-либо другой атом или радикал. Эффект такого замещения может, следовательно, передаваться по всей системе сопряженных связей, т. е. выявляться и на удаленных от данного атома углерода ее участках. Напротив, при отсутствии сопряжения (например, в цепи насыщенных углеводородов) эффект замещения сказывается лишь на немногих ближайших атомах, т. е. очень быстро затухает. [c.550]

Радикал может исчезнуть и в результате реакции с другим радикалом, приводящей к образованию электронной пары и насыщению валентности. Скорость обрыва цепей в этом случае пропорциональна произведению концентраций радикалов (квадратичный обрыв). Если в результате реакции радикала с молекулой получаются два или более радикалов, то цепь разветвляется. Так, атом водорода, реагируя с молекулой кислорода, дает радикал ОН и радикал "О" (атом кислорода). Очевидно, этот процесс приводит к тому, что первичная цепь разветвляется и получается три цепи. [c.318]

Реакционная способность производных бензола может быть качественно объяснена в рамках теории электронных смещений. Например, атом хлора, освобожденный от своих валентных электронов, имеет заряд +7, а аналогичный атом водорода — заряд +1. Следовательно, при замене водорода на хлор область относительно низкой плотности положительного заряда заменяется областью относительно высокой плотности, что приводит к сдвигу всей электронной системы молекулы по направлению к месту замещения. Этот сдвиг облегчает удаление протона из кислой группы в молекуле или атаку нуклеофильным реагентом (например, гидроксильным ионом при гидролизе эфиров). Одновременно затрудняется атака электрофильным реагентом, например ионом нитрония N02 при нитровании. Если замещению хлором или другим электроотрицательным элементом подвергается водород у насыщенного атома углерода, а место замещения настолько удалено от реакционного центра, что элиминируются короткодействующие влияния, связанные с объемом атома хлора, то общий эффект заместителя практически сводится к индукционному. [c.482]

Детальная характеристика внутримолекулярного распределения электричества требует установления степени электронной насыщенности каждого из образующих данную молекулу атомов, которая может быть выражена при помощи его эффективного заряда (б). Последний численно определяется (в е-еднницах) как алгебраическая сумма полярностей всех связей, соединяющих данный атом с другими. Например, для молекулы НР имеем бн = +0,39 п бр = —0,39, а в молекуле воды рно = 0,33, откуда бн = +0,33 и бо == —0,66, Такая оценка эффективных зарядов атомов возможна пока лишь для немногих простейших молекул, [c.83]

Ковалентная связь, как известно из химии, обладает свойством насыщения. Это Означает, что, как только молекула образована, она уже не может присоединять (связывать) новые атомы водорода. Действительно, до тех пор, пока третий атом водорода (рис. 11) находится на расстоянии, превышающем равновесное расстояние в молекуле водорода, мы можем рассматривать молекулу На как целое, отвлекаясь от того, что она состоит из двух атомов. На основании сказанного выше распределение электронов в молекуле Нг соответствует синг-летному состоянию с двумя электронами, образующими пару с антипараллель-ными спинами. Если электрон атома Н будет обменен с электроном 1 молекулы Н , то возникнет состояние молекулы, в котором оба электрона будут иметь одинаковые направления спинов, и, согласно (19а), молекула распадется. Следовательно, электрон атома Н может быть обменен только с тем электроном [c.37]

Идея о роли карбкатионов в реакциях каталитических превращений углеводородов была высказана в связи с аналогией действия протонных кислот, галогенидов алюминия и твердых катализаторов. Предположение о роли протона в промежуточных стадиях было вначале основано на его взаимодействии с олефином, присутствующим в сырье или образующимся при крекинге насыщенных молекул. Результатом такого взаимодействия является образование карбенневого иона — структуры с одним положительно зар-яженным углеродным атомом. При атаке протоном олефина л-электроны двойной связи используются для образования цовой С- Н-связи (а-связь) между про-, тоном и одним из углеводных атомов, образующим двойную связь второй углеродный атом, заряжается положительно. Поэтому карбениевый ион является промежуточной структурой между олефином, имеющим я-свя ь, и парафином, в котором есть только сг-связи. [c.160]

Из приведенной энергетической диаграммы видно, что наиболее коротковолновых переходов следует ожидать в случае молекул, имеющих только а-связи и не содержащих неподеленные пары электронов. К таким соединениям, например, относятся насыщенные углеводороды. И действительно, насыщенные углеводороды поглощают электромагнитное излучение только в далекой ультрафиолетовой области, причем возбуждение означает переход одного из электронов на разрыхляющую а -орбиталь, т. е. разрушение химической связи. Существенно меньше расстояние между верхней заполненной и низшей вакантной орбиталью у соединений, содержащих кратные связи или атомы с неподеленной парой электронов. В первом случае электронное возбуждение возможно в результате перехода электрона с л-орбитали на разрыхляющую л -орбиталь. Во втором случае возможен переход одного из электронов неподеленной пары на о -орбиталь. В качестве примера соединения с переходом первого типа можно привести углеводород С2Н5СН = С = СНа, у которого максимум поглощения находится при 225 нм. К соединениям второго типа относятся метиламин СНдЫНз с максимумом поглощения УФ-излучения при 215 нм и иодистый метил СНд с максимумом поглощения 259 нм. Наконец, если молекула содержит кратную связь, в образовании которой принимает участие атом, имеющий неподеленную пару электронов, то становится возможным переход электрона неподеленной пары на л -орбиталь, что приводит к еще большему сдвигу максимума поглощения в длинноволновую область. Например, максимум поглощения уксусного альдегида СНдСН=0 находится при 294 нм, азометана СНдЫ = ЫСНз при 340 нм. [c.154]

Вышесказанное является примером класса (- -/,-1-Г). От указанного примера несколько отличается случай толуола. Здесь замещающая гр)шпа обладает только +/ э(дактом. Наличие в метильной группе толуола / эффекта установлено [62] измерениями дипольного момента. Так как метил имеет ту же степень электроотрицательности, что и атом водорода в углеводородах (это вытекает из измерений дипольных моментов насыщенных углеводородов), то обычно считалось, что в толуоле способность метильной группы отталкивать электроны является результатом замены водородного атома в метане притягивающей электроны и склонной к мезомерии фенильной группой. Так как способность фенила притягивать электроны, вызывающая - -1а эффект в момент замещения атома водорода в метиле на фенил, сохраняется и после завершения этого акта, то такое смещение электронов в молекуле толуола становится перманентным эффектом метильной группы (4- )- Эту мысль можно [c.110]

Может оказаться, что в первой стадии адсорбции валентно насыщенная молекула (атом) связывается поверхностью только более слабыми К0ЭЗИ0ННЫД1И и поляризационными электростатическими силами (кривая и), однако при достаточном сближении происходит перегруппировка электронов, приводящая к появлению свободных валентностей, которыми молекула (атом) присоединяется к твердому телу (активированная адсорбция). Для адиабатического перехода с кривой и на кривую и необходима в этом случае дополнительная энергия активации Е, покрываемая обычно термической энергией налетающей частицы. Если, однако, температура системы достаточно низка, то переход из слабого (физического) типа адсорбции в прочный (химический) может и не совершиться. [c.127]

Трициклические углеводороды с двумя бензольными кольцами и одним пятичленным насыщенным кольцом (аценафтен) несколько слабее адсорбируются на кристаллах карбамида и его комплексах с н-алканами. Это можно объяснить тем, что в насыщенном кольце на один углеродный атом меньше, чем у тетралина, а электронное облако в меньшей степени смещено от оси симметрии молекулы. Самая слабая интенсивность спектра поглощения ЭПР обнаружена у трициклических углеводородов (антрацен), причем поверхность кристалла насыщается пара-магннтными центрами антрацена при его концентрации в растворе порядка 0,8-1.0% (масс.),в то время как в [c.50]

Вместо того чтобы образовывать связи с максимально возможным числом других атомов, атом может насытить свои валентные возможности путем образования кратных связей это имеет место в соединениях, где два или несколько атомов связаны с меньшим числом атомов, чем то максимальное число, которое определяется насыщением их валентности. Так, например, строение молекул СО2, N2 и С2Н2 лучше всего описывается следующими электронными формулами [c.119]

Качественно новое явление при рассмотрении молекул состоит в использовании гибридных орбиталей. Наиболее известными являются гибридные зр -, зр -- и 5р-орбитали атома углерода, объясняющие причины многообра-зия органических соединений. Ввиду существования этих типов гибридизации в органических молекулах встречаются преимущественно два типа связи — а-связь и я-связь. Чистая а-связь встречается, например, в насыщенных углеводородах, в которых атом углерода образует гибридные р -орбитали. В ароматических углеводородах вследствие зр -гибридизации наряду с а-связью, образующей остов молекулы, имеется также еще к-связь. В случае а-связи электронное облако располагается симметрично вокруг линии, проведенной через атомные ядра. В случае п-связи электронное облако располагается симметрично по обе стороны от плоскости, проходящей через атомные ядра. В соединениях с гетероатомами к этим двум состояниям электронов добавляются еще одиночные электронные пары гетеро-атома, находящиеся на несвязывающих п-орбиталях. [c.177]

Хингидронным электродом называют гладкий платиновый электрод, погруженный в исследуемый раствор, насыщенный хингидроном. Поскольку потенциал такой системы устанавливается даже при минимальной диссоциации молекул хингидро-на на ионы, предполагают, что гидрохинон отдает электроду атом водорода, т. е. протон с электроном, который отрывается от одной из групп ОН" — ближайшей к поверхности электрода. [c.163]