Многоатомные частицы. Химическая связь

МНОГОАТОМНЫЕ ЧАСТИЦЫ. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ [c.58]

Неспаренный р-электрон может находиться также у атома, входящего в состав многоатомной частицы (такая частица не может иметь неспаренный 5-электрон, так как атом не может иметь более одного неспаренного 5-электрона, и он будет использован при образовании атомом первой же химической связи). Частицы, имеющие неспаренные р-электроны, получили название свободных радикалов. Такие частицы не могут, как правило, существовать длительное время (продолжительность их существования исчисляется обычно долями секунды) и, следовательно, не являются молекулами, т. е. частицами какого-либо вещества. В то же время они являются структурными фрагментами молекул, т. е. радикалами, отсюда и их название — свободные радикалы. [c.15]

Неспаренный р-электрон может находиться также у атома, входящего в состав многоатомной частицы (такая частица не может иметь неспаренный 5-электрон, так как атом не может иметь более одного неспаренного з-электрона, и он будет использован при образовании атомом первой же химической связи). Частицы, имеющие неспаренные р-электроны, получили название свободных радикалов. [c.13]

Во многих многоатомных частицах имеются неспаренные электроны. Здесь прежде всего следует отметить свободные радикалы (см. стр. 101). Свободные радикалы — это частицы, обладающие высокой реакционной способностью и содерж ащие неспаренные электроны. Неспаренные электроны имеются также в некоторых обычных молекулах, в частности, в содержащих нечетное число электронов молекулах N0, N02 и СЮг, а также в молекуле кислорода 0%. Последняя представляет особый интерес для теории химической связи. [c.183]

Курс состоит из двух частей. В первой части рассматривается строение вещества. Здесь проводится подход к химической системе как системе из взаимодействующих электронов и ядер, из которых формируются атомы, многоатомные частицы, а затем и макроскопические вещества. В неразрывной связи со строением описывается состояние соответствующих систем. С этой целью авторы отказались от традиционной компоновки материала. В частности, понятия внутренней энергии и энтропии вводятся в первой части курса в связи с изложением вопросов строения и состояния макроскопических систем. Это же касается некоторых понятий теории растворов, как представления о предельно разбавленном и идеальном растворе, которое связано именно с особенностями строения растворов, природой взаимодействия между частицами раствора. Вторая часть посвящена теории химического процесса. В ней рассматриваются термодинамика и кинетика химических реакций. [c.3]

Атомы большинства элементов могут взаимодействовать между собой или с атомами некоторых других элементов с образованием химических связей. В результате возникают более сложные системы — многоатомные частицы. Важнейшими типами многоатомных частиц являются молекулы, молекулярные ионы и свободные радикалы, а также различные комплексы. [c.52]

В отличие от молекул молекулярные ионы — многоатомные частицы, несущие электрический заряд, сами по себе не могут образовать какое-либо вещество, так как между ними действуют силы электростатического отталкивания. Поэтому, например, существует ион аммония МН1,, в котором четыре атома Н образуют химические связи с ионом но не существует и не может существовать вещества аммония. Электростатическое отталкивание может быть скомпенсировано лишь одновременным присутствием эквивалентного числа отрицательно заряженных ионов, скажем, ионов С1 . Вместе с ионами С1 ионы МЩ образуют вещество — хлористый аммоний. [c.53]

Для атомов элементов малых периодов периодической системы Д. И. Менделеева, равно как и для ряда элементов больших периодов, характерно образование определенного числа химических связей. Это число называется валентностью. Если в состав многоатомной частицы входит атом, образующий меньшее число химических связей, чем это соответствует его валентности, то говорят, что частица обладает свободной валентностью. Такие частицы называют свободными радикалами. При встрече двух свободных радикалов за счет их свободных валентностей между ними возникает новая химическая связь, и пара свободных радикалов превращается в молекулу. В силу этой тенденции к попарному объединению свободные радикалы не могут образовать соответствующее вещество. Например, существует и хорошо изучен свободный радикал ОН (свободный гидроксил, точкой сверху обозначено наличие свободной валентности), но не существует вещества гидроксила. [c.53]

Внутренняя энергия покоящихся многоатомных молекул в состоянии идеального газа равна сумме энергий разрыва всех химических связей в этой молекуле (энергий связей). Эта величина может быть представлена как взятая со знаком минус сумма энергий разрыва отдельных связей в рассматриваемой молекуле и в частицах, образующихся из нее при последовательном разрыве связей. Например, энергия разрыва связи О — Н в молекуле HjO, приводящая к образованию атома Н и свободного радикала ОН, равна 493,8 кДж/моль. Энергия разрыва связи в двухатомной частице ОН равна 423,7 кДж/моль. Следовательно, внутренняя энергия паров воды за вычетом энергии термического возбуждения составляет — 9)7,5 кДж/моль. Из этого примера ясно, что энергия разрыва связи зависит не только от того, между какими атомами эта связь образована, но и от того, в какой частице эта связь находится. [c.134]

Описание процесса формирования химической связи и геометрического построения многоатомных частиц проводится квантово-механически с помощью метода валентных связей и метода молекулярных орбиталей, взаимно дополняющих и уточняющих друг друга. [c.157]

Для предсказания реального геометрического строения многоатомных частиц, образованных атомами 5р-элементов, разработана теория гибридизации орбиталей центрального атома. (Образование химических связей и строение частиц, образованных с участием атомов -элементов, см. в разд. 11.4 ). [c.162]

Метод молекулярных орбиталей (МО) предполагает существование электронных орбиталей в молекулах так же, как и в атомах принципы заселения электронами МО те же, что и для АО. В молекулах (и других многоатомных частицах) орбитали возникают при смешивании (в простейшем приближении — при линейной комбинации) орбиталей атомов, причем число образовавшихся МО равно числу смешиваемых АО. Электроны, заселяющие МО, считаются принадлежащими всем связанным атомам в результате образуются многоцентровые многоэлектронные химические связи. [c.166]

В многоатомной молекуле возможно, кроме того, взаимодействие атомов, не связанных между собой химической связью. Подобные несвязные взаимодействия сильно зависят от пространственной структуры частицы, энергия таких взаимодействий по большей части меньше 50 кДж моль . То же относится и к взаимодействию между молекулами (межмолекулярным взаимодействиям). [c.53]

При взаимодействии атомов между ними может возникать химическая связь, приводящая к образованию устойчивой многоатомной системы — молекулы, молекулярного иона, кристалла. Чем прочнее химическая связь, тем больше энергии нужно затратить для ее разрыва поэтому энергия разрыва связи служит мерой ее прочности. Энергия разрыва связи всегда положительна Б противном случае химическая связь самопроизвольно разрывалась бы с выделением энергии. Из этого следует, что при образовании химической связи энергия всегда выделяется за счег уменьшения потенциальной энергии системы взаимодействующих электронов и ядер . Поэтому потенциальная энергия образующейся частицы (молекулы, кристалла) всегда меньше, чем суммарная потенциальная энергия исходных свободных атомов. Таким образом, условием образования химической связи является уменьшение потенциальной энергии системы взаимодействующих атомов. [c.115]

Многоатомные частицы АВ — молекулы, радикалы и ионы — расположены по алфавиту химических формул. Представлены типы гибридизации орбиталей центрального атома А и геометрические формы частиц. В графе Форма указаны номера пространственных изображений (см. раздел 3.4). В формулах частиц неподеленные пары электронов показаны двумя точками неспаренные электроны — точкой . В графе Связь первым указан символ центрального атома, многоточие над валентной чертой а-связи — отвечает наличию л-составляющей. [c.43]

Ионы большинства металлов образуют с присутствующими в растворах ионами и молекулами комплексы, состав и строение которых зависят от природы и концентрации частиц, природы растворителя, температуры и других факторов. Комплекс, содержащий один ион металла, называют одноядерным если в состав комплекса входит два или большее число ионов одного или разных металлов, его называют многоядерным. Частицы, непосредственно связанные с металлом, образуют внутреннюю координационную Сферу комплекса их называют внутрисферными лигандами. Металл и многоатомный лиганд обычно связаны через один или большее число донорных атомов, которые содержат неподеленные пары электронов, используемые для образования двухцентровой химической связи. При координации металлом молекул, содержащих кратные связи, могут образовываться трехцентровые и многоцентровые связи. [c.7]

С точки зрения метода МО, при образовании из отдельных атомов многоатомной частицы электроны попадают в зону притяжения нескольких атомных ядер, т. е. становятся общими для всей частицы. В результате области пространства, в которых их пребывание наиболее вероятно, меняют свою форму — атомные орбитали трансформируются в молекулярные орбитали (МО). Тогда число молекулярных орбиталей частицы должно быть равно числу исходных атомных орбиталей изолированных атомОв. При этом принимают, что атомные орбитали одного атома, сильно отличающиеся от атомных орбиталей других атомов соответствующими уровнями энергии, становясь молекулярными орбиталями, сохраняют свою форму. Такие молекулярные орбитали не принимают участия в химической связи [c.79]

Количественные характеристики (например, энергия) главных и дополнительных взаимодействий эффективных атомов в частице определяются в классической, теории только в том отношении, что в любой частице главные взаимодействия более значительны, чем дополнительные. Однако главные взаимодействия, например по энергии, в одной частице могут быть и значительно меньше, чем дополнительные взаимодействия в другой частице. Единственное взаимодействие пары эффективных атомов в двухатомной молекуле всегда должно рассматриваться как главное, ибо только оно обеспечивает существование двухатомной молекулы как единого целого. В случае многоатомной молекулы вопрос о том, является ли определенное попарное взаимодействие двух эффективных атомов главным ( химическая связь ) или дополнительным (взаимодействие непосредственно не связанных атомов), в классической теории решается на основании многих, вообще говоря, косвенных аргументов. [c.46]

С явлением сольватации связывают химические процессы перестройки внешних электронных оболочек молекул и ионов вплоть до образования связей по донорно-акцепторному механизму. При этом решающая роль во взаимодействии приписывается или растворенному веществу, или растворителю, или отдельным частицам того или другого, или некоторым атомным группам многоатомных молекул или ионов. [c.80]

В металлах же многоатомные газы, в том числе и азот, не растворяются в виде молекул, а находятся в растворе в виде атомов. Это обусловлено тем, что частицы растворяющегося газа должны раздвинуть атомы металла, сильно взаимодействующие друг с другом, на что должна быть затрачена энергия. При растворении молекул с насыщенными внутренними связями, например азота, эта затрата не компенсируется химическим выигрышем в результате взаимодействия между атомами металла и молекулами. Такая компенсация в определенной степени происходит, если вещество растворяется в виде атомов. Например, растворение азота в железе сопровождается диссоциацией его молекул [c.62]

Представлены многоатомные. химические частицы (молекулы, радикалы, ионы) с общей молекулярной формулой АВ , содержащие один центральный атом А, два или более концевых атома (групп атомов) В и, как следствие, только связи А—В. Если центральный атом не стоит в формуле на первом месте или он неочевиден (в формулах комплексов со сложными лигандами), то его символ указан в графе Гибридизация в скобках. Концевые атомы, находящиеся в аксиальных позициях, отмечены звездочкой. Пространственные изображения геометрических форм частиц в соответствии с типом гибридизации и молекулярной формулой см. в разд. 3.7. [c.141]

Сейчас еще не существует единого мнения о природе сил сольватации, нет и общепринятых моделей. Большое число специалистов связывает с явлением сольватации химические процессы перестройки внешних электронных оболочек молекул и ионов вплоть до образования донорно-акцепторных связей. При этом решающая роль во взаимодействии приписывается то растворенному веществу, то растворителю, то отдельным частицам того или другого, то некоторым атомным группам многоатомных молекул или ионов. В равной [c.51]

В новейшее время поднялась идея, давно уже высказанная, но остававшаяся полузабытою,— идея механических типов. Причина этого, я полагаю, заключается в том, что теперь, в связи с понятием о механическом типе, выяснилось понятие об атомности элементов и зависящей от нее атомности сложных групп Воззрения эти, глубже прежних проникающие в натуру химических соединений и способные к более разносторонним приложениям, естественно заняли видное место в науке. До сих пор они идут рука об руку с своими предшественниками 1 , но едва ли я ошибусь, если замечу, что наступает время, когда теория Гергардта должна будет уступить место понятию об атомности паев. Много ученых уже высказали свои, относящиеся сюда, взгляды, и в основании всех этих взглядов, более или менее, лежит понятие об атомности. На него сводится также, при строгом обсуждении, и сама идея механических типов в самом деле, к одному механическому тину причисляются тела, содержащие один и тот же многоатомный элемент или элементы, аналогичные между собою по атомности, и типом этим, собственно говоря, выражается лишь определенное усложнение частицы, производимое этими элементами. [c.69]

Изучение химии начинается с рассмотрения структуры атомов, объясняющей периодичность в изменении свойств элементов, т. е. суть периодического закона химических элементов, открытого Д. И. Менделеевым (1869). Без знания строения атомов невозможно понять причины возникновения между ними химических связей, приводящих к образованию многоатомных частиц молекул и кристаллов, составляющих вещества. Изучение же химических связей, в свою очередь, позволяет объяснить многие свойства веществ, их поведение по отношению друг к другу, т. е. позволяет понять причины и возможности преврэщений одних веществ в другие — закономерности протекания химических процессов. Все это является необходимой основой для правильного понимания и предвидения свойств химических элементов и их соединений, многие из которых применяются в текстильной, легкой и пищевой промышленности. [c.6]

В жидкости различают первичные соударения реагентов, встретившихся и попавших в результате диффузии в клетку растворителя , которые составляют вместе с ней диффузионную пару, и вторичные соударения частиц А и В в клетке . Если такие частицы друг с другом не взаимодействуют, то число соударений частиц А и В в клетке растворителя оценивается в 10 . Общее число соударений частиц А и В в растворе не зависит от вязкости растворителя и предполагается таким же, как в газовой фазе. В ходе столкновения многоатомных частиц А и В между ними первоначально возникают силы отталкивания (противодействия). Они связаны с отталкиванием электронных оболочек частиц А и В, с их поляризацией и растяжением химических связей, которые в составе А и В должны исчезнуть, когда частицы перейдут в С и В. Кроме преодоления сил отталкивания и растяжения химических связей энергия расходуется на частичную десольватацию А и В, если они растворены в сольватирующем растворителе. При движении реагирующей системы А + В к вершине потешдаального барьера, измеряемого свободной энергией активации АО или же только энергией активации Е (Е = АЯ" + КТ, где АН — энтальпия активации), наряду с силами противодействия по мере сближения частиц А и В начинают действовать силы взаимодействия. Постепенно баланс сил склоняется в пользу сил взаимодействия, и тогда система А + В достигает вершины потенциального барьера и оказывается в переходном состоянии [А...В], в котором индивидуальность частиц потеряна, а новые частицы С и В из них еще не возникли. В переходном состоянии те связи, которые должны быть разорваны в ходе превращения А и В, разрыхляются, существенно ослабевают, а те связи, которые вновь должны возникнуть в С и В, еще только наметились, но око1нчательно не сформировались. Движение от исходного состояния А + В в переходное состояние [А...В], которое длится около 10 с, по длительности эквивалентно времени единичного колебания химической связи в молекуле. [c.195]

В рассматриваемых молекулах ковалентные связи С—Н, N—Н, Н—О, Н—Р полярны (различная электроотрицательность элементов). Суммарная полярность многоатомной молекулы определяется не только полярностью отдельных химических связей, но и геометрической формой молекулы, т. е. является векторной величиной. Молекула СгН имеет симметричную плоскую структуру, поэтому в целом молекула СгН неполярна. Геометрическая форма молекул МгН и Н2О2 несимметрична и они полярны. Степерь полярности Н2Р2 зависит от пространственного расположения частиц НР в димере. [c.90]

Многоатомные частицы АВ (п 2) — молекулы и ионы — расположены по алфавиту химических формул. Представлены геометрические формы частиц (указаны номера пространственных изображений, см. ниже) и длины химических связей 4 , а в примечании к таблице — энергии связей в некоторых молекулах. В графе Связь первым показан символ центрального атома А, многоточие над валентной чертой а-связи — соответствует л-со-ставляющей. [c.45]

Как отмечалось в 2 этой главы, каждое вещество при заданных условиях существует в определенном фазовом состоянии, при котором изобарно-изотермический потенциал системы (как совокупности всех химических частиц, составляющих данное вещество) имеет минимальное значение. Вещество переходит из газового в жидкое состояние, если при этом величина уменьшения энтальпии преобладает над величиной уменьшения энтропии. Необходимым условием перехода вещества в конденсированное состояние является установление связей между его отдельными частицами (молекулами или атомами), в результате чего внутренняя энергия системы становится меньше. Поэтому обратный переход вещества в газообразное состояние требует затраты энергии на разрыв связей между его частицами. Если энергии атомных связей имеют значения от 100 до 800 кДж/моль, энергии ионных связей 400—800 кДж/моль и энергии металлических связей 100— 200 кДж/г-атом, то энергия самых прочных межмолекулярных связей— водородных — составляет от 20 до 40 кДж/моль, а энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия не превышает 10 кДж/моль. Поэтому при нормальном давлении молекулярные вещества кипят при низких температурах (табл. 12). В области более высоких температур (100—300°С) лежат точки кипения веществ, молекулы которых образуют Н-связи (аммиак, вода и др.) или являются многоатомными. [c.117]

Связь эта понятна, если думать, что как то, так и другое свойство условливается химической деятельностью вещества (см. выше).— На вкус веществ имеет, как кажется, влияние не столько величина их частицы и натура составных частей, сколько аналогия химического строения многоатомные алко1о. 1И обладают вообще сладким вкусом, кислоты — вкусом болео или менее кислым, хотя последние, различаясь часто весьма значительно по количеству составных частей, а иногда и по их натуре, имеют то,т1ько ту общую черту, что содержат часть кислорода в простом радикале и заключают еще в своем составе водяные остатки (см. 80). [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология