Длина и прочность ковалентной связи

Важнейшие характеристики ковалентной связи — это ее длина и прочность. Длина связи измеряется величиной межъядерного расстояния. Прочность связи характеризуется энергией связи (см. гл. I). [c.99]

ДЛИНА И ПРОЧНОСТЬ КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ [c.123]

Длина и прочность ковалентной связи [c.99]

Характер и типы ковалентной связи. Гибридизация орбита-лей. Параметры молекул - длина, углы и прочность связей. Способы изображения структуры. молекул. Изомерия, конформации [c.26]

Таким образом, ковалентные связи обладают насыщаемостью. Они направленны и имеют определенную прочность, длину и валентные углы. Взаимной ориентацией связей в пространстве в основном и обусловлена форма образующихся молекул. [c.151]

Можно ожидать, что наиболее важной является структура (а), в которой есть нормальная связь X—Н. В структуре (б) связь Н—Y и прочность ковалентной связи будет незначительной. Так, в структуре льда, в которой X и У — атомы кислорода, величина связи О—Н несколько отличается от величины нормальной связи О—Н длинная связь приблизительно на 0,80 А больше нормальной связи О—Н. На этом основании было показано, что относительные количества этих структур соответственно равны 61, 34 и 5% , а следовательно, вполне законно считать водородную связь по существу электростатической. [c.188]

Характер и типы ковалентной связи. Гибридизация орбита-лей. Параметры молекул - длина, углы и прочность связей. Изображение структуры молекул [c.24]

Для кристаллов с ковалентной связью характерно значительное перекрывание электронных оболочек атомов. В алмазе, например, четыре внешние электрона атома углерода обобществлены четырьмя соседними атомами. Образуется простирающаяся по всему объему кристалла тетраэдрическая сетка связей С—С, прочность которых того же порядка, что и связь между атомами углерода в органических молекулах (и та же длина связи 1,54-10 см). Кристалл является прочным, плавится при высоких температурах. Ковалентные кристаллы образованы элементами, промежуточными между металлами и неметаллами. [c.176]

Сравнение длин связей, например для муравьиной кислоты, показывает, что ковалентная связь в исходной молекуле мономера испытала деформацию. Ее длина увеличилась от 0,097 в мономере до 0,107 нм в димере. Большее или меньшее удлинение связи Н—X и ее разрыхление наблюдается и в других веществах. С другой стороны, укорочение межатомного расстояния Н. .. V упрочняет водородную связь. Энергия водородной связи невелика и лежит в пределах 8—40 кДж. Энергия этой связи примерно в 10 раз больше энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия и на порядок меньше энергии ковалентной связи. Так, энергия водородной связи Н. .. Р равна 42 кДж, Н. .. О 21 кДж, Н. .. N 8 кДж. Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше относительная электроотрицательность и меньше размер атома-партнера. Поэтому она легко возникает с атомами неметаллических элементов второго периода Периодической системы и в меньшей степени характерна для хлора и серы. Несмотря на малую прочность водородной связи, она определяет иногда структуру вещества и существенно влияет на его физические и химические свойства. Благодаря водородным связям молекулы объединяются в димеры и более сложные ассоциаты, устойчивые при достаточно низких температурах. Ассоциаты могут представлять собой одномерные образования [c.138]

При движении по группе сверху вниз, по мере увеличения главного квантового числа валентных электронов, растут размеры валентных АО, что приводит к ухудшению условий для их гибридизации, уменьшению электронной плотности в области перекрывания АО при образовании ковалентных связей, к увеличению их длины, а значит, и к уменьшению прочности. Эта тенденция хорошо видна на примере соединений элементов с водородом [c.285]

Из приведенных примеров видно, что ковалентная связь образуется в результате перекрывания двух атомных орбиталей с образованием орбитали связи, занимаемой парой электронов. Каждая ковалентная связь, характеризуется своей длиной и прочностью. [c.18]

Для индивидуального соединения энергию все) сил межмолекулярного взаимодействия называют энергией когезии. Когезия - сцепление частиц вещества (ионов, атомов, молекул), составляющих одну фазу, обусловленное межмолекулярным взаимодействием. Количественной характеристикой когезии служит плотность энергии когезии (ПЭК) она эквивалентна работе удаления находящихся в единице объема молекул на бесконечно большое расстояние друг от друга. У низкомолекулярных соединений эта энергия равноценна энергии отделения молекул от конденсированной фазы с их переходом в газообразную фазу, и поэтому ПЭК можно определить по теплоте испарения (или сублимации). У полимеров в отличие от низкомолекулярных соединений из-за большой длины цепей суммарный эффект всех сил межмолекулярного взаимодействия оказывается очень высоким, и энергия когезии будет больше энергии прочности отдельных ковалентных связей в макромолекуле. При нагревании легче разорвать макромолекулы, чем оторвать их друг от друга. [c.128]

Н, Р-Н и С1-Н приближаются к С-Н по прочности или же превышают ее. Особенно прочны сильно полярные ковалентные связи Р-Н, 0-Н и С1-Н. Важно то, что все связи Э-Э по сравнению с С-С оказываются чрезвычайно слабыми. Это объясняет способность атома углерода образовывать длинные углеродные цепи, в то время как другие атомы элементов или не способны давать цепи (С1, Вг, I, Р, О, 81), или же образуют только неустойчивые и короткие цепи (К, Р, 8) с длиной в 5—15 атомов. [c.322]

В теории прочности полимеров помимо флуктуационного объема важную роль играет разрывная длина химической связи Кт. В табл. 2.3 приведены значения Ят для двух типов связи, встречающихся в полимерах, по данным различных авторов. Наиболее вероятное значение для ковалентных связей в полимерных цепях 1т=0,9-10" мм (+0,Ы0- мм). В табл. 2.4 даны значения флуктуационного объема предельно ориентированных полиэтилена и полиамида (капронового волокна). Различные авторы приходят практически к одним и тем же значениям уа= 1,5-10 2о мм (полиэтиленовое волокно) и Ул = 1,7-10 ° мм (капроновое волокно). Именно для этих полимеров производились теоретические расчеты Ул- Для всех других предельно ориентированных полимеров (волокон) рекомендуется применять [c.35]

В какой мере эти необычайные свойства динамических организаций зависят от их химического состава Такая зависимость, конечно, существует — ведь нельзя представить себе развитие жизни, если исходное вещество представляет собой, например, только водород или водород и кислород и т. д. Дж. Уорд рассмотрел вопрос о том, почему живое вещество базируется главным образом на элементах второго и третьего периодов системы Менделеева. Как известно, необходимых для жизни элементов всего 16 и все они имеют небольшую массу атома. Особую роль играют четыре элемента водород, кислород, азот и углерод (на них приходится 99% массы живых тканей организма), а так Же сера и фосфор. Атомы Н, О, N. С приобретают стабильные конфигурации, присоединяя 1, 2, 3 и 4 электрона — это обусловливает и разнообразие образуемых ими химических связей. Важно, что наряду с простыми указанные элементы способны образовать и кратные связи, а также длинные цепи. Сера и фосфор, имеющие З -орбитали, способны к образованию более четырех ковалентных связей, причем их прочность не слишком велика и допускает реакции обмена. Фосфорные соединения являются, акку улятора-ми энергии, и именно они играют важнейшую роль в передаче богатых макроэргических групп и сохранении запасов энер гии. [c.346]

Углерод, кремний и германий проявляют степень окисления +2 и главным образом +4. В большинстве соединений их атомы образуют ковалентные связи. Особенно стремление к образованию ковалентных связей характерно для углерода, создающего различной длины углеродные молекулярные цепи. ..—С—С—С—.... Благодаря прочности таких связей возможно существование огромного числа разнообразных органических соединений. [c.178]

Высокопрочные волокна из ПЭ могут быть также получены посредством кристаллизации высокомолекулярного полимера из раствора, вызванной гидродинамическими силами [14, 30—32]. Большие макромолекулярные клубки растягиваются в гидродинамическом поле в процессе их организации в кристаллическую решетку. Очевидно, что большие макромолекулы — весьма удобные объекты для такого типа кристаллизации, поскольку в отличие от низкомолекулярных цепей они могут быть эффективно вытянуты, особенно в системе с перепутанными цепями. Более того, можно ожидать, что прочность кристаллитов с выпрямленными цепями возрастет с повышением молекулярной массы полимера, поскольку с повышением длины цепей число дефектов, обусловленных концами цепей, уменьшится, а число ковалентных связей в единице объема волокна увеличится. [c.90]

Так как межмолекулярная водородная связь образуется небольшим по своим размерам водородным атомом и длина ее больше, чем у обычной ковалентной связи, то размеры Н и К мало сказываются на прочности водородной связи, а главными являются электронные влияния. Следовательно [c.48]

Поскольку повыщение валентности атомов сопровождается понижением прочности связей (см табл. 11.), уменьшение ме атомных расстояний нельзя объяснить усилением взаимодействия атомов. Причиной сокращения длин связей является рост ковалентности связей при увеличении валентности и ЭО атомов (см. табл. 20). [c.59]

Предположение Хюккеля о том, что Рц имеет постоянное значение оказывается вполне разумным, если атомы, которым принадлежат АО фг и ф , связаны ковалентной связью. Даже если длина связи и меняется, то, во всяком случае, можно ожидать, что будет однозначной функцией длины связи, так как можно полагать, что все величины, входящие в выражение (3.69), должны обладать этим свойством. Для Р и (и, //) это очевидно. Из соображений, высказанных в разд. 3.9, следует, что прочность связи является функцией члена Рц ц, а в таком случае можно думать, что рг — однозначная функция длины и прочности связи. (Этот вопрос будет более подробно рассмотрен в последующих разделах этой книги.) [c.129]

Увеличение кратности связи между комплексообразователем и лигандами за счет образования я-связи повышает устойчивость комплекса, а дативный механизм ее возникновения увеличивает положительный заряд на центральном атоме, что способствует более глубокому проникновению электронных пар лигандов в его оболочку. Это приводит к большему перекрыванию орбиталей комплексообразователя и лигандов, что еще сильнее упрочняет связь и проявляется в ее укорочении. Дативное взаимодействие усиливает ковалентный характер связи, однако ни в коей мере нельзя отождествлять ковалентность связи с ее прочностью, а ионность — со слабостью. Напомним, что прочность связи определяется ее энергией и длиной, но не характером. [c.197]

Изображенная выше макромолекула представляет широко известное в наши дни вещество —полиэтилен. Когда число углеродных атомов в цепи становится более четырех, вещество представляет собой уже не газ, а летучую жидкость. При дальнейшем увеличении числа атомов углерода в цепи получаются маслообразные соединения, а затем при числе атомов углерода в цепи, равном 18, мы имеем твердый парафин. Тысячи атомов углерода, втсодящие в состав полиэтилена, дают широко используемый полимер. Столь длинная последовательность ковалентных связей придает этой молекуле особую прочность, которой не обладают молекулы с короткими цепями. Из всех элементов перибдической системы только [c.276]

Наиболее важной, по-видимому, является структура (а), в которой есть нормальная связьХ—Н. В структуре (б) связьН— и прочность ковалентной связи будут незначительными. Так, в структуре льда (X и — атомы кислорода) длина связи О—Н несколько отличается от длины нормальной связи О—Н она приблизительно на 0,80 А больше. На этом основании показано, что относительные количества структур (а), (б) и (в) соответственно равны 61, 34 и 5% [16], а следовательно, вполне законно считать водородную связь по существу электростатической. [c.208]

Более внимательное рассмотрение изложенной выше концепции приводит к выводу, что для специфических фермент-субстратных взаимодействий "вовсе не обязательны напряжение или деформация субстрата. Достаточно, чтобы взаимодействие фермента с субстратом было лучнге в переходном состоянии по сравнению с основным состоянием фермент-субстратного комплекса. Этот вопрос детально рассмотрен в первой части книги [81]. Например, если субстрат в ходе его ферментативного превращения и, следовательно, структурной перестройки изменяет свою конформацию так, что прочность его взаимодействия с ферментом в переходном состоянии возрастает, то уменьшается свободная энергия активации и ускоряется реакция. При этом субстрат совершенно не обязательно должен подвергаться какой-либо деформации (т. е. изменению длин ковалентных связей и искажению валентных углов) при образовании комплекса Михаэлиса. Он может связаться с ферментом, помещая свою реакционноспособную связь в непосредственной близости от каталитически активных групп, но так, что прочность связывания при этом еще достаточно далека от потенциально достижимой. Тем самым субстрат как бы резервирует свободную энергию связывания для переходного состояния, что также приводит к ускорению ферментативной реакции. [c.163]

Межмолекулярные силы принципиально отличаются от химических связей сво- еб. Зависимость энер-ей однозначностью — они представляют гии взаимодействия от меж-собой только силы притяжения. Однако молекулярного расстояния, при тесном сближении любых частиц начинают сказываться силы взаимного отталкивания их внешних электронных слоев. На некотором оптимальном расстоянии притяжение и отталкивание уравновешиваются, причем энергия системы становится минимальной. Половину равновесного расстояния между одинаковыми сферически симметричными молекулами определяют как ван-дер-ваальсозый радиус частицы. На рис. 66 представлена типичная кривая изменения энергии для межмолекулярного взаимодействия. Она характеризуется неглубоким минимумом, который расположен на значительном расстоянии от начала координат. Длина ван-дер-ваальсовой связи больше, а прочность меньше,, чем те же параметры для ковалентной связи. Кроме того, специфическая особенность сил Ван-дер-Ваальса — быстрое ослабление их с расстоянием, так как все составляющие эффекты обратно пропорциональны г [см. уравнение (V.6)]. [c.137]

Во всех этих случаях ни одна из взаимодействующих частиц не имеет неспаренных электронов. В данных примерах донорами являются молекулы N118 и Н2О, а акцепторами - ионы и Ве . Донорно-акцепторные связи в итоге ничем не отличаются от обычных ковалентных связей все четыре связи N—Н в тетраэдрическом ионе аммония и три О—Н связи в ионе оксония НдО эквивалентны друг другу во всех отношениях - по длине, полярности и прочности. Последний пример - с тетраэдрическим ионом 62 [c.62]

Наличие пространственных сеток, образованных кажущимися поперечными связями и поперечными ковалентными связями, часто приводит к улучшению эластических свойств по эластичности такие системы могут превосходить каучуки, в том числе даже вулканизованный стереорегу-лярный нолибутадиеновый каучук. Так, нанример, разрывная прочность некоторых полиуретановых эластомеров может достигать 1000 кг1см . Характерная особенность пространственной сетки полиуретанов, заслуживающая того, чтобы на ней остановиться, заключается в том, что молекулярный вес исходного полимера может быть низким и тем не менее в результате последующего сшивания ковалентными связями полимер приобретает ценные свойства. Это объясняется кажущимся увеличением длины макромолекул — одновременно уменьшается число свободных концевых участков молекулярных цепей, и при дальнейшем сшивании такая система ведет себя аналогично полимеру с высоким начальным молекулярным весом. [c.227]

Образование ковалентной связи можно рассматривать как взаимнсЗе перекрывание двух атомных орбит первоначально разделенных атомов с возникновением молекулярной орбиты в образовавшейся молекуле. Поскольку молекулярная орбита находится в определенном отношении к двухатомным орбитам, из которых она возникла, представляется разумным постулировать, что свойства связи—ее направление, длина, прочность и т. д.—также находятся в определенном отношении к свойствам атомных орбит двух разделенных атомов. В многоатомных молекулах образование ковалентной связи можно трактовать с помощью либо метода мо--лекулярных орбит Гунда—Мулликена, либо с помощью метода валентной связи (локализованных пар) Полинга—Слэйтера. Оба метода являются приближенными, так как осуществить точные квантово-механические расчеты многоатомных молекул пока не представляется возможным. При обсуждении вопросов стереохимии метод локализованных пар имеет некоторые преимущества и поэтому будет принят нами при последующем рассмотрении. Более подробное изложение вопроса и указание оригинальной литературы приведено в монографии Коулсона ( oulson, 1952а). [c.247]

В зависимости от прочности В. с. расстояние между атомами А и В в комплексе ВА—Н... В И может заметно варьировать,. Тан, расстояние О...О изменяется примерно от 2,45 А ( сильная связь) до 2,8 А ( слабая связь). Если расстояние А... В превышает нек-рое характерное для данной пары атомов расстояние, то В. с. между ними не образуется. Опытным путем установлено, что в ряду соединений НА—Н...ВН, в к-ром варьируют В и Й, с уменьшением равновесного расстояния А...В закономерно увеличивается длина связи А—Н это удлинение, напр, для связи НО—Н...ОВ, составляет от 0,01 А до 0,25 А и приблизительно пропорционально прочности В. с. Последняя обычно значительно (в 15—20 раз) слабее ковалентной связи А—Н ее. энергия составляет, как правило, от 4 до 8 ккал/молъ, что превосходит энергию ван-дер-ваальсовского взаимодействия (ок. 1 ккал/молъ). В колебательных спектрах нри образовании В. с. вместо узкой полосы, отвечающей колебаниям изолированной групны А—Н (напр., О—Н в спиртах), появляется сравнительно широкая полоса, максимум к-рой сдвинут в сторону длинных волн. Это смещение закономерно связано с увеличением межъядерного расстояния А—Н, а также с энергией В. с. В молекулах ароматич. соединений, особенно при внутримолекулярной В. с. (напр., в ортонитрофеноле), это смещение и ширина полосы в неск. раз шире, чем в молекулах, не имеющих сопряженных связей. В УФ-спектрах при образовании В. с. в нек-рых случаях наблюдается красное, в других — фиолетовое смещение. Изменения наблюдаются и в спектрах ядерного магнитного резонанса (см. Радиоспектроскопия). [c.314]

Наблюдаемую корреляцию можно объяснить следующим образом. На энергию ионизации атома сурьмы (энергию связи электронов) большее влияние оказывает более ковалентная связь Sb— l, чем координационная связь между атомом сурьмы и донорным атомом растворителя. Однако координация донорного атома у свободного координационного места Sb ls уменьшает ковалентный характер (прочность связи) связей Sb— l. (Это можно увидеть, например, если сравнить длины связей Sb— I в аналогичных системах, например в Sb ls и Sb lg [395], или силовые константы этих связей, вычисленные из ИК-спектров [33, 256].) Таким образом, при увеличении взаимодействия между сурьмой и координированным растворителем ковалентность связей Sb—С1 уменьшается. Следовательно, при усилении сольватации электронная плотность на центральном атоме сурьмы уменьшается, а поэтому энергия связи d-электронов этого атома увеличивается. Таково объяснение данных, приведенных в табл. 5. И и на рис. 5.10. [c.161]

Водородная связь обусловлена ионными силами и образуется электроотрицательными атомами. Водородная связь основана на стягивании водорода одной молекулы воды с кислородом другой, смещением электронного облака навстречу чужому протону и, соответственно, оттягивании своего протона навстречу электронному облаку соседнего атома. Прочность связи увеличивается с ростом электроотрицательности двух связанных атомов. В соответствии со шкалой электроотрицательностей можно ожидать, что этой особенностью (в убывающем порядке) обладают фтор, кислород, азот. Вклад электростатической и ковалентной составляющих зависит от междуатомных расстояний. Длинная водородная связь (0,28 нм) в воде имеет в основном электростатическую природу, вклад ковалентной связи составляет всего несколько процентов. Поэтому длинная водородная связь — относительно слабая и ее энергия равна 14,2 кДук/моль (Дж. Пиммеитал) или 20,9 кДж/моль [c.10]