Направленность химических связей и геометрия молекул

Направленность — вал<нейшее свойство ковалентной связи, определяющее геометрию молекулы. Причина направленности заключается в том, что перекрывание электронных облаков, образующих химическую связь, происходит в направлении наибольшей плотности их (наибольшей вытянутости). При этом достигается максимальное перекрывание электронных облаков — наиболее прочная связь. [c.113]

Направленность химических связей и геометрия молекул [c.81]

Образование п-связей между атомами А и В не влияет на геометрию молекул и в схеме не указывается, но должно быть учтено в пространственных изображениях частиц. Когда число а, тс-связанных концевых атомов В (чаще других элементов — атомов кислорода) больше одного, то я-связь изображается пунктиром. При наличии п-связывания симметричность направленности химических связей не уменьшается. [c.165]

С позиции электростатической теории, образование связи между иодид-ионом и молекулой иода можно объяснить поляризацией последней ионом иодида, возникновением диполя и дальнейшим ион-дипольным взаимодействием [37]. Это взаимодействие приводит к увеличению межатомного расстояния в молекуле иода с 2,67А до 2,82-2,9А. С позиции метода молекулярных орбиталей химическая связь в полииодидах определяется величиной интеграла взаимодействия при перекрывании р-орбиталей, вытянутых в направлении связей [38]. Большая величина интеграла взаимодействия, перпендикулярное расположение различных р-орбиталей одного атома иода по отношению к /7-орбиталям другого атома приводит к тому, что все валентные углы в полииодидах близки к 90 или к 180°. Отклонение в геометрии анионных комплексов от линейной симметричной структуры связывают с влиянием катионов. В кристаллах трииодида аммония [c.26]

НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ И ГЕОМЕТРИЯ МОЛЕКУЛ [c.78]

Такой тетраэдрической направленности всех четырех одинаковых (по прочности и длине) ковалентных сг-связей атома углерода с другими атомами отвечает sp -гибридизация его валентных орбиталей (см. разд. 4.5.6 и рис. 29.2). Данная геометрия следует и из концепции отталкивания электронных пар валентной оболочки углерода, когда четыре связывающих электронные пары стремятся удалиться, как можно дальше друг от друга (см. разд. 4.5.5). Химическая связь в таких соединениях углерода в значительной мере локализована между парами атомов и двухэлектронна. В этой связи предполагается, что коллективные свойства молекулы, т. е. свойства, определяемые движением сразу всех электронов, будут аддитивными. Экспериментальные данные во многих случаях подтверждают это. В молекулах с тетраэдрическими связями атомов углерода длины химических связей и их прочность для одной и гой же пары атомов приблизительно постоянны. [c.552]

В действительности, в течение второй половины девятнадцатого века концепция валентности химиков-органиков была лишь немногим больше, чем метод интерпретации геометрии молекул. Вант-Гофф и большинство химиков-органиков его времени постулировали, что атом углерода имеет четыре определенные валентные связи, локализованные в направлениях четырех углов тетраэдра, и что все они используются при образовании химического соединения. Байер не смог локализовать все четыре валентности углерода в производных бензола. Но, тем не менее, лишь немногие химики согласились с Клаусом писавшим, что гипотеза о том, что валентность в многовалентных атомах является предсуществующей силой, действующей в определенных единицах сродства, является и недоказанной и неестественной , поскольку графические формулы Купера и Кекуле правильно описывали химическое поведение большого числа естественных органических продуктов и синтетических веществ все возрастающей сложности [c.11]

Предпосылки для возникновения стереохимии создавало не только от, что в связи с изучением оптически активных соединений формировалась мысль о существовании изомерии, обусловленной геометрией молекул не только то, что стали накапливаться факты из области собственно геометрической изомерии, но и то, что в связи с разработкой теории химического строения, хотя и по случайным поводам, не раз высказывалась идея углеродного тетраэдра. Правда, как мы уже говорили (стр. 10), еще в начале века встречались упоминания о тетраэдрической модели, но они, конечно, были основательно забыты и, кроме того, и не относились специально к атому углерода. Даже модель неправильного тетраэдра у Пастера, строго говоря, относилась к целой молекуле (винной кислоты), а не к атому углерода, и в то время, когда она была предложена в качестве одной из иллюстраций понятия диссимметрии молекул, т. е. до возникновения теории химического строения, никак не могла относиться к направлению связей в пространстве. [c.33]

Ориентационная корреляция определяется типом ассоциации, который в свою очередь зависит от химической природы, числа и расположения функциональных групп в молекулах и от геометрии водородных связей. При этом прежде всего обнаруживается значительное различие между соединениями, содержащими в молекуле один функциональный атом водорода и один акцепторный атом, и соединениями, содержащими эти атомы в других соотношениях. Для первых нри учете направленности водородных связей наблюдается один преобладающий тип структурной ассоциации. Действительно, многие исследования, в том числе и рентгенографические, [c.273]

В разделе о стереоизомерии молочных кислот упоминалось, что до недавнего времени наука не могла подойти к определению абсолютной конфигурации антиподов. Если в случае геометрической изомерии вопрос, какое вещество является цис-и какое транс-изомером, можно было решить как химическими, так и физическими методами (стр. 212), то в случае зеркальной изомерии эти и другие методы казались бессильными. В молекулах антиподов расстояния между любой парой атомов или групп атомов совершенно одинаковы. Этим обусловлены одинаковые дипольные моменты соответствующих связей D- и L-форм, одинаковые результирующие дипольные моменты, одинаковая реакционная способность. Наиболее эффективный для изучения геометрии молекул рентгеноструктурный метод при обычной методике его проведения также оказался бессильным. При рентгенографии антиподов в каждом направлении дифракции разность путей (фаз) волн при рассеивании у любой пары атомов антиподов [c.236]

Величина поверхностного натяжения является мерой интенсивности молекулярно-силового поля в поверхностном слое. Поскольку поверхностное натяжение является результатом нескомпенсированности меясмолекулярного взаимодействия в разных фазах, оно определяется разностью интеисивности взаимодействия молекул внутри каждой фазы (когезии) и взаимодействия молекул различных фаз (адгезии). Интенсивность молекулярных взаимодействий внутри ф .зы в теории поверхностных явлений обычно обозначают термином полярность . Полярность вещества в очень больш(л1 степени связана с такими ее параметрами, как дипольный момент молекул, диэлектрическая проницаемость, поляризуемость молекул, способность к образованию водородной связи меясду молекулами. Существенную роль играют также плотность (молярный объем) вещества, геометрия строения ьолекул, ориентация молекул в поверхностном слое, определяющая направление силовых полей, возможная взаимная растворимость граничащих фаз, их химическое взаимодействие. [c.189]

Современное наиболее популярное определение сводится к такой формуле Под конформационным анализом подразумевается анализ физических свойств и химического поведения молекулы, исходя пз геометрии и соотношения различных конформаций, в которых она может существовать [50, стр. 126—127]. С этим определением Илиела — автора Стереохимии соединений углерода — совпадает по сути дела несколько более многословное определение из современного учебника органической химии Разбор и установление энергетических соотношений различных конформаций, а также вывод тех или иных следствий в отношении физических свойств, направления реакций, большей или меньшей реакционной способности различных геометрических конфигураций (т. е. различных молекул в определении Илиела.— Г. Б) в связи с неодинаковой устойчивостью присущих им конформаций называется конформационным анализом [51, стр. 33]. Очевидно, что изучение как относительной энергетической устойчивости различных конформаций одного и того же соединения, так и свойств последнего как функции его конформационного состава и природы отдельных, в первую очередь предпочтительных , конформаций началось раньше, чем конформационный анализ получил свое наименование и выделился в представляющую самостоятельный интерес область стереохимии. [c.304]

Одним из наиболее выдающихся достижений квантовомеханического подхода к строению молекулы был его успех в области молекулярной геометрии. Рассматривая связи между атомами в молекуле как результат перекрывания атомных орбиталей, следует ожидать от молекулы определенной пространственной структуры. Существует много различных путей объяснения строения молекулы. Стерео-химический метод, описываемый в гл. 6, отличается от излагаемого здесь, но использование понятия локализованных атомных орбиталей в теории валентных связей оказалось настолько удачным, что есть смысл это обсудить. Согласно теории валентных связей, ковалентную связь можно представить как результат спаривания двух электронов на атомных орбиталях двух разных атомов. Связь должна расположиться в направлении перекрывания атомных орбиталей. Наиболее прочная связь образуется в том месте, где возможно наибольшее перекрывание двух орбиталей. [c.160]

Возможность образования связей за счет тех или иных орбиталей определяется не только энергией, но также геометрическими свойствами орбиталей. Поскольку s-орбитали сферически симметричны относительно ядра, они могут взаимодействовать с ядрами других атомов независимо от направления. Орбитали других типов, как это было описано в гл. 5, характеризуются пространственной направленностью. Поэтому их особенностью является образование направленных связей. Рассмотрим, например, роль р-орбиталей при образовании химической связи в молекулах фтора (Fj) и фтористого водорода (HF) оба процесса изображены на рис. 7.11. В молекуле фтора можно сконструировать связывающую орбиталь, взяв по одной из 2р-орбиталей каждого атома фтора. Связь в молекуле HF формируется путем комбинации ls-орбитали водорода с 2р-орбиталью фтора. Связи в каждой из этих молекул образуются в направлении, в котором 2р-орбиталь фтора дает наибольшую электронную плотность. Это соображение играет очень важную роль для молекул, состоящих из трех или большего числа атомов, поскольку оно показывает, чем определяется геометрия молекул. В более сложных случаях приходится учиты- [c.117]

Огромное число химических соединений (например, практически все органические молекулы) образованы ковалентными связями, которые являются направленными. Благодаря этому молекулы с ковалентной связью имеют вполне определенное геометрическое (пространственное) строение. Геометрию (структуру) молекул в первую очередь определяют электронные конфигурации атомов, образующих молекулу для объяснения структуры многих молекул оказывается очень важным понятие гибридизации атомных орбита-лей (зр , зр , зр и др.). Структура молекул, в свою очередь, определяет полярность молекулы (не путать с полярностью отдельной химической связи ), количественно выражаемую диполъным моментом. Для оценки полярности связи очень полезным оказалось понятие электроотрицательности (ЭО) атомов. Л. Полинг определил ЭО как способность атомов в молекуле притягивать электроны. [c.31]

Таким образом, атомистика Дальтона, теория химического строения, стереохимия, кристаллохимия, катализ— все разделы химической науки не только утверждают объективность пространства, но и раскрывают конкретные формы взаимосвязи и обусловленности физико-химических свойств вещества с пространственным расположением образующих его атомов, атомных групп и молекул. Изучение пространственных структур, геометрии молекул, длин и направленностей химических связей служит основой нознания химических веществ и их превращений. [c.45]

В качественной теории МО получаемые в результате приближенных решений уравнения Шрёдингера молекулярные орбитали многоатомных молекул являются в общем случае многоцентровыми функциями — линейными комбинациями АО нескольких атомных центров. Такое описание не связано прямо с понятием химической связи в структурной теории, где связь представляет собой локальное свойство, относящееся к двум соседним атомам. Можно преобра 5овать атолшые орбитали таким образом, чтобы придать им направленность, характерную для конфигурации образуемых данным атомом химических связей, и на основе этих новых (гибридных) АО подойти к описанию и прогнозированию геометрии молекул. Представления о гибридизации атомных орбиталей были введены в 30-х годах нашего столетия Л. Полингом. Понятие о гибридизации орбиталей тесно связано с понятием [c.381]

Идея о гибридизации орбиталей связана с выводом о том, что гибридизованные орбитали имеют строго определенное направление в пространстве, отличное от направлений исходных орбиталей. Тетраэдрическая симметрия атома углерода хорошо объясняется с этой точки зрения. Поэтому геометрия молекулы должна зависеть от геометрии гибридных орбиталей составляющих ее атомов. Если в атомах имеются несвязывающие электроны, их размещают на негибридизованных орбиталях, так как гибридизация осуществляется именно в процессе соединения, т. е. во время образования химических связей. [c.135]

Направленность кова-лентной связи обусловливает пространственную структуру молекул. Рис. 1.8. Схема образования. р g геометрию (форму). Рассмотрим химических связей в моле- i j/ t [c.44]

Методы расчета, разработанные статистической термодинамикой, основаны также на использовании экспериментальных данных, но это данные другого рода. Вместо калориметрических овределе-ний и измерения равновесий, применяемых в химической термодинамике, здесь используются данные о положении линий в соответствующих спектрах вещества (вращательных, колебательных, электронных), характеризующие изменения энергии при различных изменениях состояния молекулы или атома, а также данные о межатомных расстояниях и углах между направлениями связей в молекуле, характеризующие геометрию молекулы, что в сочетании с известными массами атомов дает возможность рассчитать моменты инерции молекулы. [c.456]

Но после того как Тейлор [12] ввел в гетерогенный катализ обоснованное опытом понятие активного каталитического центра (АКЦ), создались предпосылки к синтезу представлений теории промежуточных соединений с конкретными данными о строении поверхности твердого тела. Первый шаг в этом направлении был сделан Баландиным [13] в мультиплетной теории, установившей связь между геометрическим строением катализируемой молекулы и геометрией расположения поверхностных атомов катализатора, и впервые поставившей вопрос о том, что активный центр должен иметь определенный числовой состав и определенную геометрическую конфигурацию (принцип геометрического соответствия). Позднее Кобозев [14] в теории активных ансамблей дал метод определения числового состава активного центра и его производительности на основании статистического анализа экспериментальных данных по адсорбционным катализаторам. По Кобозеву [15], числовой состав АКЦ определен числом разрывающихся и образующихся на нем связей в данном процессе. Этими концепциями вместо качественного тейлоровского описания в понятие АКЦ внесена химическая и физическая определенность, позволяющая (поскольку расширены и ко нкретизирОва-ны сведения о находящемся в поверхностном слое катализатора компоненте АПС—АКЦ) по-новому подойти к структуре и свойствам АПС, т. е. вернуться на новой основе к ряду положений теории промежуточных продуктов. [c.67]