Структуры с 5-, 6- и 7-ю парами валентных электронов

Хлор образует целую серию оксианионов СЮ, СЮ , СЮ3 и СЮд, в которых проявляет последовательный ряд положительных степеней окисления. Хлорид-ион, С1 , обладает электронной структурой благородного газа Аг с четырьмя парами валентных электронов. Указанные выше четыре оксианиона хлора можно представить себе как продукты реакции хлорид-иона, СГ, в качестве льюисова основания с одним, двумя, тремя или четырьмя атомами кислорода, каждый из которых обладает свойствами акцептора электронов, т.е. льюисовой кислоты [c.482]

СТРУКТУРЫ С 5-, 6- ИЛИ 7-ю ПАРАМИ ВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ [c.108]

Хотя углы межъядерных связей —С—X в органических соединениях в основном равны 109,5 120 180° (что отражает 5р -, зр - и р-гибридизацию соответственно), отталкивание между парами валентных электронов достаточно велико для того, чтобы вызвать отклонения в идеальной геометрии связен. Рассмотрим структуру молекулы воды. [c.59]

Соединения рассмотренных до сих пор элементов построены, как правило, очень просто. Металлы главных подгрупп I и II групп периодической системы образуют преимущественно соли или солеобразные соединения, т. е. соединения, по своей структуре соответствующие солям. Подлинные соли построены из положительных и отрицательных ионов. Поскольку при этом речь идет об ионах, по своему строению подобных атомам инертных газов, т. е. обладающих такими же электронными конфигурациями, как и инертные газы, то образованные ими соединения состава АВ или АВа, как было показано на ряде примеров, обладают большей частью очень простой структурой. Все рассмотренные до сих пор соли и солеобразные соединения очень близки по свойствам, если только не учитывать их различную растворимость. Соединения металлов главных подгрупп I и II групп, не имеющих солеобразного характера, т. е. их гомеополярные соединения, также построены очень просто и состоят из двух- или трехатомных молекул — АВ или АВа, — в которых атомы связаны между собой парой валентных электронов. Соединения этого типа мало различаются по своим свойствам и поведению. Из рассмотренных до сих нор соединений только в отдельных случаях встречались такие, нанример, гидриды бериллия и магния, которые по своим свойствам и поведению не укладывались полностью в эту простую схему. [c.321]

Литийорганические соединения можно считать представителями большого класса электронодефицитных соединений. Электронодефицитной называют структуру, в которой число связей между соседними атомами, т. е. химических связей, больше числа имеющихся пар валентных электронов [1]. Критерии того, что считать настоящей связью между атомами, не всегда однозначны, хотя в общем случае удовлетворительные доказательства ее существования можно получить на основании зависимости между порядком связи и ее длиной. [c.468]

Атомы элементов IV группы имеют четыре вакансии на р-орбиталях и могут образовывать четыре а-связи, что приводит к образованию только полимерных структур. Здесь нет разрыхляющих пар валентных электронов. Физические свойства гигантских молекул полимеров значительно отличаются от свойств небольших молекул. Из-за большой массы полимерных молекул для придания им подвижности, свойственной жидкому состоянию, необходимо значитель- [c.94]

В гетероядерной двухатомной молекуле АВ, где В-более электроотрицательный атом, чем А, связывающая молекулярная орбиталь содержит больший вклад атомной орбитали атома В, а разрыхляющая молекулярная орбиталь больше напоминает атомную орбиталь атома А. Если разность электроотрицательностей атомов А и В очень велика, как, например, в КР, валентные электроны локализуются на более электроотрицательном атоме (в данном случае Р) и представление о ковалентной связывающей орбитали теряет свой смысл. В такой ситуации правильнее говорить об ионной структуре К Р . Большинство гетероядерных двухатомных молекул имеют промежуточный характер связи между ионными парами и ковалентно связанными атомами другими словами, они имеют частично ионный характер связи и могут описываться структурами А В . [c.544]

Во всех подобных соединениях ковалентность и координационное число бора равны четырем, а атом бора образует тетраэдрические структуры, определяемые минимумом энергии. Это объясняется отталкиванием 4-х электронных пар валентной оболочки или зр -гибридизацией атома бора. [c.397]

Метод газовой электронографии может применяться для изучения молекул при сверхзвуковом истечении струи пара исследуемого вещества, что открывает возможности исследования процессов кристаллизации соединений из газовой фазы и потенциалов межмолекулярного взаимодействия. Данный метод можно использовать для изучения химических равновесий в газовой фазе, а также структур свободных радикалов и ионов, если их получить в рассеивающем объеме в достаточном количестве. Имеется также возможность применить метод газовой электронографии для определения потенциалов и барьеров внутреннего вращения молекул. Важным, но в то же время ограниченным является использование данного метода в определении энергии химических связей, так как вклад в рассеяние потенциала валентных электронов очень мал. [c.156]

В кристаллах с ковалентной связью, как ясно из самого названия, атомы решетки связаны обычной химической связью, осуществляемой парой валентных электронов, обобществленной между связанными атомами. Сложнее обстоит дело в кристаллах, для которых характерно образование структур с числом связей (определяемым числом ближайших соседей), превышающим число валентных электронов. В стуктурах металлов имеются дробные связи, кратность которых меньше единицы. Валентные электроны в металлическом кристалле полностью обобществлены и могут перемещаться в объеме всего кристалла. [c.21]

Полимеры бора. Хотя существуют олигомерные циклич. аналоги бороводородов и углеводородов, линейные длинноцепочечные бороводороды не известны. Высший олигобороводород — декаборан имеет корзинчатую структуру, включающую различные внутренние и внешние циклы, обусловленные образованием ковалентных многоцентровых связей (бор — водород — бор и бор бор), утилизирующих вакантный уровень атома В в исходной молекуле мономера ВНз. Образование таких многоцент.ровых связей вообще типично для систем с дефицитом электронов, т. е. там, где число пар валентных электронов меньше числа возможных двухцентровых взаимодействш . См. также Борсодержащие полимеры, Поликарбораны. [c.183]

Даже с учетом второго правила, определяющего отталкивание между электронными парами, конфигурации молекул с пятью электронными парами остаются неопределенными. Так, в IF3 три из семи валентных электронов хлора образуют связи С1 — F, а остальные дают две неподеленные пары. Если бы единственным критерием была минимизация 1р — 1р-отталкивания, то две неподеленные пары должны были бы занимать полярные положения в тригональной бипирамиде и молекула IF3 имела бы структуру плоского равностороннего треугольника (симметрии Оз/,). Однако во всех соединениях, содержащих пять пар валентных электронов, неподеленные пары занимают экваториальные положения, как это показано на рис. 8.8. Так, молекула IF3 имеет примерно Т-образную форму. Отсюда заключаем, что в этом случае шесть отталкивательных 1р — Ьр-взаимодействий оказывают большее влияние, чем одно отталкивательное 1р — 1р-взаимодействие. [c.184]

Металлические элементы характеризуются образованием мо-ноатомных паров и кристаллических структур с большими координационными числами. При этом количество имеющихся валентных электронов оказывается недостаточным для связывания атомов при помощи электронных пар или даже отдельных электронных связей. Связь обеспечивается в результате того, что атомы, отдавая в образованную структуру свои валентные электроны, превращаются в положительно заряженные ионы, которые удерживаются в узлах решетки благодаря электростатическому взаимодействию со всей совокупностью электронов. Следует отметить, что в теории ковалентной связи термин валентность используется для описания числа связанных электронов, приходящихся на ато№ в модели коллективизированных электронов. Валентностью иногда называют число электронов, участвующих в электрической проводимости. Это число может быть значительно меньше, чем число электронов, находящихся на внешней незаполненной оболочке изолированного атома. [c.50]

Льюисовы структуры и метод отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП) [c.464]

В данной главе будет рассмотрен простой метод описания ковалентных связей с использованием структурных схем Льюиса. Мы занищем льюисовы структуры для известных молекул и ионов и дадим им объяснение, пользуясь представлениями об обобществлении электронных пар и построении замкнутых валентных оболочек такого типа, как у атомов благородных газов. Затем мы объясним степени окисления атомов в соединениях на основе соображений о неравномерности обобществления электронных пар атомами, обладающими разной электроотрицательностью, после чего перейдем к установлению взаимосвязи между кислотностью некоторых молекул и электронным строением их центрального атома. В последней части главы будет показано, как для предсказания формы молекул используется метод отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП). [c.465]

Записать льюисову структуру для диоксида углерода совсем нефудно. но с моноксидом углерода снова возникает затруднение. Каждому атому кислорода необходимы два электрона для завершения устойчивой восьмиэлектронной (октетной) структуры следовательно, он должен обобществлять две электронные пары с атомом углерода. Однако атому углерода для завершения своей оболочки нужны четыре электрона, и, следовательно, он до.тжен обобществлять с партнерами по связи четыре электронные пары. Единственный способ построить для СО удовлетворительную льюисову структуру заключается в том, чтобы предположить существование в этой молекуле трех обобществленных пар электронов, а остальные четыре валентных электрона распределить между атомами таким образом, чтобы вокруг каждого из них образовалась замкнутая восьмиэлектронная оболочка [c.468]

Атомы элементов третьего и следующих периодов часто не подчиняются правилу октета. Некоторые из них обнаруживают поразительную способность связываться с большим числом атомов (т. е. окружаться больщим числом электронных пар), чем предсказывает правило октета. Например, фосфор и сера образуют соединения PF5 и SF соответственно. В льюисовых структурах этих соединений все валентные электроны тяжелого элемента используются им для образования связей с другими атомами [c.475]

Эти локализованные молекулярные орбитали показаны на рис. 13-2. На них располагаются четыре валентных электрона, образующих две локализованные связывающие электронные пары, в согласии с льюисовой структурой связи для ВеН2. Каждая из линейных хр-гибридных орбиталей имеет наполовину р-характер и наполовину 5-характер, а две хр-орбитали позволяют центральному атому Ве в ВеНз присоединять к себе два атома водорода. [c.552]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

Итак, если молейула имеет N атомов, то размерность соответствующей и-матрицы N X N. На главной диагонали записываются неподеленные пары электронов всех последовательно расположенных N атомов молекулы, а недиагональные элементы определяют характер связи (одинарная, двойная, тройная и т. п.) между соответствующими атомами. Определим теперь для каждой элементарной реакции ансамбль молекулы (АМ) как совокупность молекул — исходных реактантов или совокупность молекул — конечных продуктов реакции. Нетрудно видеть, что математическое представление АМ есть блочно-диагональная i e-мaтpицa, составленная из 2 -матриц, которые находятся на главной диагонали. Совокупность всех возможных АМ образует семейство изомерных АМ (СИАМ), которое характеризует химические превращения реактантов. Конечно, множество всех АМ из СИАМ может быть однозначно представлено совокупностью Р = В ,. . ., В -Ве-матриц. Причем каждая Де-матрица содержит всю информацию о химической структуре молекул, составляющих заданный АМ, т. е. всю информацию о распределении связей и об определенных аспектах распределения валентных электронов. Поэтому каждая химическая реакция будет представлять собой не что иное, как взаимопревращение АМ вследствие перераспределения электронов между атомными остовами. [c.174]

Число электронов, которые атом данного элемента может дять для образования связей с другими атомами, а следовятельио, и валентность элемента определяются тем, что наружная электронная оболочка является наиболее устойчивой, когда обладает структурой из восьми электронов (электронный октет), кроме первой оболочки (у водорода), для которой устойчивой является структура из двух электронов. Прн этом электронные, пары, связывающие данные два атома, следует считать принадлежащими обоим (как одному, так и другому) атомам, что схематически показано для молекулы фтора [c.63]

Рассмотрим соединения, такие, как ВаНв, получившие в методе ВС название молекул с дефицитом электронов. При наличии п связей в структурной формуле этих молекул число валентных электронов т< 2/г. Это создает трудность объяснения электронной структуры в методе ВС, где для каждой связи требуется пара электронов. Кроме того, в бороводородах имеются так называемые водородные мостики, где один атом Н связан с двумя атомами бора, несмотря на наличие у него только одного электрона. В методе МО ЛКАО бороводороды и им подобные соединения не требуют особого выделения, в них как раз столько валентных электронов, сколько нужно для заполнения всех связывающих МО. Например, в молекуле ВаНд [c.102]

Все три рассмотренных типа связи — ковалентная, ионная и донорно-акцепторная — являются двухэлектронными, в них атомы связаны при помощи пары электронов. Помимо химических соединений, в которых атомы связаны двухэлектронными связями, известны вполне устойчивые соединения, у которых на одну связь приходится меньше, чем по два электрона — так называемые соединения с дефицитными структурами. Примером такого рода соединений являются бороводороды. Так, н молекуле В2Н0 шесть валентных электронов двух атомов В и шесть валентных электронов шести атомов Н обеспечивают соединение 8 атомов, т. е. образование по крайней мере 7 связей. [c.13]

Для понимания фундаментальных отличий органических полимеров от элементорганических и неорганических необходимо рассмотреть электронные структуры главных цеп й [24, т. 2, с. 363— 371 . 25, гл. II]. Как известно, углерод занимает в таблице Меиде-леев а особое положение, определяемое способностью к образованию чисто ковалентных связей за счет неспаренных электронов. На языке квантовой механики это означает чисто обменное взаимодействие между валентными электронами смежных С-атомов. Элементы слева от IV группы образуют донорно-акцепторные связи М -Ь за счет вакантных орбиталей атома М, а справа от IV группы—дативные связи М->Ь (за счет неподеленных пар атома М). При образовании подобных гетероатомных связей возникает выраженная их поляризация, т. е. смещение электронной плотности между донором и акцептором электрона или неподеленной пары. Строго говоря, поляризация возникает уже в гетероцепных органических полимерах и может быть усилена или ослаблена за счет боковых радикалов. [c.19]

Решение. Прежде всего запишем льюисову (валентную) структуру молекулы. Полное число валентных электронов в ней равно 42 8 от атома ксенона, по 7 от каждого из четырех атомов фтора и б от атома кислорода. Валентная структура молекулы ХеОР показана на рис. 21.7, а. Мы видим, что в валентной оболочке Хе содержится 12 электронов. Следовательно, можно предположить, что шесть электронных пар образуют октаэдрическую конфигурацию. Одна из них осуществляет связь с атомом кислорода. [c.288]

Высшие интергалогенные соединения имеют формулы ХХ3, ХХ5 или XX,, где Х -хлор, бром или иод, а Х -фтор (единственным исключением является 1С1з, в котором Х -хлор). Из проведенного в разд. 7.7, ч. 1, обсуждения химической связи и структуры следует, что соединения такого типа образуются с участием надвалентных орбиталей центрального атома. Пользуясь теорией отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП), изложенной в разд. 8.1, ч. 1, можно предсказать геометрическое строение таких соединений. Характер химической связи между центральным и периферическими атомами в интергалогенных соединениях можно описать и в рамках представлений [c.295]

Обычные или сокращенные структурные формулы алканов не дают представления о трехмерной структуре этих веществ. На основании теории отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП см. разд. 8.1. ч. 1) можно предположить, что в алканах каждый атом углерода находится в тетраэдрическом окружении связанных с ним атомов. Другими словами, четыре группы, присоединенные к каждому атому углерода, расположены в верщинах тетраэдра, в центре которого находится данный атом углерода. Для изображения трехмерных структур молекул используются различные способы, продемонстрированные на рис. 24.3 для молекулы метана. Описание химической связи в алканах обычно основывается на представлениях о 5р -гибридизованных орбиталях углерода, как это уже обсуждалось в разд. 8.2, ч. 1. [c.413]

Подобная близость свойств объясняется тем, что в высшей степени окисления атом элемента, находящегося в третьем периоде (в главной подгруппе) и атомы элементов побочной подгруппы приобретают сходное электронное строение. Например, атом хрома имеет электронную конфигурацию 1з Когда хром находится в степени окисления 4-6 (например, в оксиде СгОз), шесть электронов его атома (пять М- и один 4б-электрон) вместе с валентными электронами соседних атомов (в случае СгОз — атомов кислорода) образуют общие электронные пары, осуществляющие химические связи. Остальные электроны, непосредственно не участвующие в образовании связей, имеют конфигурацию отвечающую электронной структуре благородного газа. Аналогично у атома серы, находящегося в степени окисления -Ьб (например, в триокси-де серы ЗОз), шесть электронов участвуют в образовании ковалентных связей, а конфигурация остальных (1з 28 р ) также соответствует электронной структуре благородного газа. Короче говоря, сходство в свойствах соединений элементов побочной подгруппы и элемента третьего периода той же группы обусловлено тем, что их ионы, отвечающие высшим степеням окисления, являются электронными анапогами. Это легко видеть из данных табл. 21.1. [c.497]

Согласно методу валентных связей единичную химическую связь образуют два электрона с противоположными спинами, прннадле-жавдие двум атомам (двухцентровая связь). При изображении электронной структуры молекул с помощью валентных схем общие для двух атомов электроны условно обозначают точками. В другой схеме каждая пара точек (электронов) соответствует одной черточке (одной валентности). Например Н + Н->Н Н или Н—Н Р + + 7 -> Р Р в подобргых случаях в схеме можно показывать только неспаренные (холостые) электроны [c.99]