Валентные углы и конфигурация молекул

Ядерные квадрупольные константы, определенные для молекулы обладают ярко выраженной асимметрией. Если принять валентный угол в молекуле равным 90°, то р- орбита не может привести к появлению какой-либо асимметрии. Для объяснения асимметрии было сделано предположение о р -гибридизации орбит серы и на основе экспериментальных значений ядерных квадрупольных констант вычислены коэффициенты, определяющие вклад исходных атомных орбит в гибридную орбиту [13]. Валентному состоянию серы приписывалась при этом конфигурация [c.238]

Пространство, занимаемое связывающей электронной парой, тем меньше, чем выще электроотрицательность периферических атомов. В частности, этим можно объяснить тот факт, что в молекулах одинаковой пространственной конфигурации валентный угол у фтористых производных меньще, чем у водородных соединений того же элемента. [c.179]

Иногда, основываясь на сведениях о, валентности атомов и форме их электронных облаков, можно предположить ту или иную конфигурацию молекулы. Например, в молекуле воды у атома кислорода два валентных электрона находятся в двух разных 2р-состояниях (скажем, в 2рж и 2р ). Форма их электронных облаков такова, что наилучшее перекрывание с электронными облаками атомов водорода (а следовательно, и наибольшая энергия связи) наблюдается в том случае, когда угол между связями ОН составляет 90° (что приблизительно соответствует экспериментальным данным). Оценка эта, разумеется, приближенная, так как при этом не учитываются отталкивание между атомами водорода, и деформация электронных облаков, которая при расчете некоторых молекул оказывается решающим фактором. [c.86]

Конфигурация таких молекул и ионов — тетраэдрическая, валентный угол близок к тетраэдрическому [c.34]

Выразить параметры симметричной нелинейной конфигурации молекулы АХ 2 (г — межъядерное расстояние АХ, а — валентный угол ХАХ) через главные моменты инерции 1хх = 1р и 1уу = 1а. Использо-вать результаты задачи 11 раздела II а. [c.18]

Выразить параметры симметричной пирамидальной конфигурации молекулы АХз г — межъядерное расстояние АХ, а — валентный угол ХАХ) через два главных момента инерции [c.18]

Конфигурацию молекулы воды также можно представить, исходя из sp -гибридизации орбиталей атома кислорода. В этом случае полностью заполненными окажутся дне sp -орбнтали. Вследствие sp -гибридизации угол между валентными связями в молекуле воды также близок к тетраэдрическому (104,5°) (рис. 23,6). [c.109]

В заключение следует заметит, что не все валентные электроны данного атома принимают участие в образовании связи. Помимо связывающих и разрыхляющих электронов, могут быть неиспользованные электроны, представленные в виде электронных пар с компенсированными спинами (их обычно называют неподеленными электронными парами ). Эти пары могут принимать участие в образовании дополнительных связей". Так наприме р, если бы ковалентные связи в молекуле Н3О образовывались за счет чистых ру- и р -электронов (см табл, 2), то валентный угол должен был бы быть равным 90°, Однако опыт дает значительно большую величину угла (105°), весьма близкую к величине угла в тетраэдрической конфигурации. Это означает, что обе неподеленные пары электронов (25, 2р ,) образуют гибридные орбитали. Другой пример — молекула ЫН3, где валентный угол равен 107°, что также значительно больше прямого угла и почти совпадает с углом в тетраэдрической конфигурации. Если неподеленная пара электронов образует гибридную орбиталь, то, очевидно, центр тяжести ее электронного облака не совпадает с ядром облака. Это приводит к возникновению собственного дипольного момента атома. Весьма вероятно, что наблюдаемые дипольные моменты молекул НаО [c.45]

Если говорить о валентных углах, то их значения в большой степени зависят от формы молекулы. Так, валентный угол X—А—X равен 180 в линейной молекуле АХ 2, в плоской тригональной молекуле АХ3 он равен 120°, а в тетраэдрической молекуле АХ4 составляет 109°28. Конфигурации, приведенные на рис. 3-56, соответствуют допущению об одинаковом отталкивании между всеми электронными парами. Однако в действительности пространственные требования, а следовательно, и Н [c.147]

II.3.4. Молекулы OR . Молекулы этого типа имеют угловую конфигурацию, валентный угол обычно лежит в интервале 100— 110 . Для чистых р-связей угол должен быть равен 90°, но ча- [c.198]

Формулируя в самом общем виде, можно сказать, что причина образования молекулы из двух атомов заключается в понижении полной энергии при сближении атомов. Эта энергия в основном представляет собой энергию электронов колебательная и вращательная энергия молекулы, хотя и имеет иногда заметную абсолютную величину, мала по сравнению с электронной энергией. Мы обсудим этот вопрос позднее более подробно, но сейчас примем, что изменение энергии при образовании молекулы из атомов обусловлено главным образом изменением электронной энергии . В дальнейшем будет показано, что именно электронная энергия играет основную роль почти во всех молекулярных явлениях. Например, тот факт, что водород существует в виде двухатомных частиц Нг, а не трехатомных Нз, можно объяснить тем, что полная энергия Нз больше, чем сумма энергий Нг и Н. Аналогично этому в молекуле воды валентный угол НОН равен 104,5°, а длина каждой связи ОН составляет 0,96 А потому, что именно при этих значениях внутренних координат полная энергия молекулы минимальна. Удовлетворительная теория валентности должна показать, как электронная энергия зависит от этих координат. Следовательно, мы должны не только определить равновесную конфигурацию, но также и обсудить, как изменяется энергия при отклонении молекулы от равновесной конфигурации. Это позволит найти упругую силу при любой деформации и тем самым получить все сведения, необходимые для вычисления частот нормальных колебаний. По этой причине нельзя отделять теорию валентности от теории инфракрасных спектров и спектров комбинационного [c.19]

В молекуле этана атомы углерода связаны с атомами водорода и друг-с другом ковалентными связями (а-связями). Это обусловливает тетраэдрическое расположение заместителей, причем угол между направлениями, о-связей (валентный угол) составляет 109° 28. Двойная связь осуществляется двумя парами электронов, принадлежащими связываемым углеродным ато.мам. Одна пара электронов при этом образует обычную ковалентную а-связь, вторая пара — л-связь. Особая конфигурация электронного облака л-связи обусловливает фиксированное направление остальных четырех ковалентных а-связей при двух углеродных атомах. Эти связи расположены в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга и относительно направления а-связи между атомами углерода, связанными двойной связью. [c.54]

На рис. 41 представлено образование двух эквивалентных локализованных молекулярных орбиталей как перекрывание функций рд и 5д, функций уОв и 5в соответственно. На рис. 41, б связывающие ЛМО заштрихованы, МО неподеленных пар не заштрихованы. Благодаря ортогональности -орбиталей эквивалентные ЛМО и грг также ортогональны и образуют между собой прямой угол, и молекула НЮ нелинейна. Поскольку эквивалентные ЛМО г 51 и практически не перекрываются, т. е. не взаимодействуют, энергия связи молекулы НгО может быть приближенно представлена как аддитивная величина, т. е. как сумма равных энергий двух связей О—Н . Таким образом при помощи локализованных молекулярных орбиталей приближенно описаны наблюдаемые свойства геометрическая конфигурация (т. е. направленность валентности ) и аддитивность [c.98]

В свободном атоме кислорода электронная конфигурация 2-го от ядра слоя такова 25 , 2рг , 2р/, 2рх при этом плотность заряда 25 пары электронов распределена по сфере около внутренней электронной оболочки, а плотность заряда 2рг , 2ру, 2р электронов распределяется симметрично около взаимно перпендикулярных осей X, у, г. При связывании двух атомов водорода 2ру-, 2рж-орбн-талями угол 90° увеличивается вследствие электростатического отталкивания, и это возмущение приводит к увеличению гибридизации, Валентный угол, соответствующий минимуму потенциальной энергии молекулы, при участии х-электронов в валентном состоянии, проходящий через максимальную электронную плотность, уве- [c.8]

Следует отметить, что направление связей в метане не предсказано в методе валентных связей, как иногда говорят-Здесь исходят из установленной на опыте конфигурации молекулы и постулируют сушествование отвечающих ей четырех равноценных орби--талей, направленных под углом 109°28, которые затем выражают через линейные комбинации орбиталей свободного атома. Аналогично рассматривают и соединения типа BF3. Молекула ВРз плоская, с атомом бора в центре. Угол между связями В—F, имеющими одинаковую длину, равен 120°. Электронная конфигурация атома бора в возбужденном состоянии (15 2л% 2/7) не удовлетворяет в методе ВС трем равноценным связям. Поэтому допускается существование у атома бора в поле трех атомов фтора трех гибридных ( -орбиталей, описываемых смешением одной s- и двух р- орбиталей. Эти три гибридные орбитали, называемые лр -гибридами, аналогичны по форме орбиталям, представленным на рис. 73. Их оси направлены в плоскости от центра под углом 120°. Перекрывание их ср -орбиталями трех атомов фтора отвечает образованию плоской симметричной молекулы BF3 (рис. 74). Таким же образом атом Ве, имеющий в возбужденном состоянии конфигурацию l5 2s2p, образует при вступлении в соединение две гибридные 5р-орбитали, расположенные под углом 180°, отвечающие линейной конфигурации молекулы BeF 2. [c.186]

Предсказание равновесной конфигурации простейших молекул. При предсказании равновесной конфигурации в методе направленных валентностей исходят, как, например, для Н2О, ННз и т. д., из направленности орбиталей одного центрального атома. Тем самым допускают, что атомы, окружающие центральный (назовем их лигандами), не влияют на структуру молекулы. Однако в этом можно сомневаться. Действительно, в последние годы для молекулы Ь хгО устано влена рамо лёкулы р- линейная конфигурация, несмотря на ортогональность роцена 7-электронов атомов кислорода. Замена в молекуле воды атомов Н на изменяет угловую конфигурацию на линейную. При одном и том же центральном атоме валентный угол изменяется в ряду молекул Вар2 - ВаС - ВаВг -> ВаГ . Очевидно, что предсказания равновесной конфигурации, сделанного на основе электронной структуры одного из атомов, недостаточно, так как молекула — результат взаимодействия всех атомов. [c.188]

Тип молекулы Исходные орбитали атома А Тип гибридизации Число гибридных ор-, битапей атома А Пространствен-йая конфигурация молекул Валентный угол [c.23]

Р, а второй при 2,534 А — к несвязанному расстоянию Р...Р во фрагменте Р—51—Р. Зная это расстояние, можно вычислить валентный угол Р51Р, который оказывается равным 109°28. Амплитуды колебания ядер /з —р 0,043 А, а /р...р = = 0,074 А. В случаеС1Ср4 кривая радиального распределения имеет четыре пика, соответствующие четырем различным внутримолекулярным расстояниям (С—Р = 1,328 А С—С1 = = 1,751 А). Валентный угол РСР равен 108,6°. Конфигурация молекулы С1СРз в отличие от Р представляет собой искаженный тетраэдр. [c.137]

КОНФИГУРАЦИЯ РАВНОВЕСНАЯ, расположение атомных ядер молекулы (или радикала, иона) в пространстве, соответствующее минимуму ее потенц. энергии. К. р. двухатомной молекулы характеризуется расстоянием между атомными ядрами. Для описания К. р. многоатомных молекул необходимо исппльловат] такие параметры, как длины связей, валентные углы, а также двугранные углы (см. Номенклатура стереохимическая). К. р. молекулы зависит от ее электронного состояния. Так, в оси. состоянии молекула ацетилена имеет линейную конфигурацию, в возбужденном — трансоидную. Параметры молекулы (или ее геометрию) определяют методами рентгеновского структурного анализа, газовой электронографии, микроволновой спектроскопии, нейтронографии и др., а в случае простых молекул также рассчитывают квантовомех. методами. КОНФОРМАЦИИ молекул, различные пространств, формы молекулы, возникающие при изменении относит, ориентации отд. ее частей в результате виутр. вращения атомов или групп атомов вокруг простых ( вя 1еп, изгиба связей и др. При этом стереохим. конфигурация молекулы остается неизменной. Каждой К. соответствует определ. энергия. Так, для молекулы зтана можно представить существование двух максимально ра )личающихся по энергии К.— 1аслоненной (ф-ла la), для к-рой диэдральный угол Ф (см. Номенклатура стереохимическая) имеет значения О, 2, 4, и. заторможенной, или шахматной ([б), с ф = 1, 3, 3. Первой из них соответствует максимум энергии, второй — минимум. Поэтому молекулы этана существуют практически только в заторможенной К. [c.274]

НЕЖЕСТКИЕ МОЛЕКУЛЫ, характеризуются тем, что для перехода из одной равновесной конфигурации в другую требуется затрата энергии не более 100 кДж/моль. На кривой или полсти потеиц. энергии Н. м. имеется одии пологий минимум или (в случае молекул, обычно рассматриваемых в стереохимии) неск. минимумов, разделенных относительно малыми барьерами и соответствующих одинаковым или разл. равновесным конфигурациям. Изменения конфигурации Н. м. могут совершаться путем шшерсии, внутр. вращения, полигонных перегруппировок или с разрывом связей (напр., в случае таутомерии). Один из простейших примеров Н. м.— молекула 0=С=С=С=0, в к-рой валентный угол ССС (158°) легко деформируется. Для циклопентана наблюдается переход между двумя конформациями (конверт и полукресло) этот переход не вызывает изменения углового момента молекулы и наз. псевдовращением. Стереохим. нежесткость характерна для молекул неорг. и комплексных соед., имеющи.- атомы с координац. числами 5, 7, 8, 9 (напр., PFs), в к-рых в результате псевдовращения происходит обмен экваториальных и апикальных заместителей. В ионных молекулах типа LiBH4 нежесткость обусловлена малыми барьерами перехода атома металла с одного ребра тетраэдра BHi ла другое. [c.370]

В стабильной при обычных температурах ромбической модификации структурной единицей является циклическая молекула Sa (конфигурация в форме короны), в которой Д1ина связи составляет 2,06 А, валентный угол—108°, а диэдрпческий — 98° [3]. При 95,4°С ромбическая модификация a-Ss переходит в моноклинную, которая яри охлаждении обычно достаточно быстро возвращается в ромбическую, но после предварительного отжига яри 100°С реактива высокой степени чистоты моноклинная модификация может сохраняться яри комнатной температуре в течение месяца. Моноклинная сера (p-Sa) состоит из молекул Sa с той же координацией, что и в ромбической модификации, но в отличие от последней у нее фиксирована ориентация только /з молекул, а остальные молекулы расположены произвольно [4]. Такая неупорядоченность моле- [c.438]

Молекула СгНе содержит 6 связей С—П, являющихся а-связями. Связь С—С образуется в результате взаимного перекрывания р -АО, по одной от каждого атома углерода, находящегося в основном состоянии. Таким образом, она также представляет собой а-связь. Эти выводы можно обобщить следующим образом. Во всех соединениях, в которых отсутствуют кратные связи, атомы углерода зр -гибридизо-ваны и поэтому имеют тетраэдрическую конфигурацию-, валентный угол в них обычно равен 109,5 ". Вследствие этого классические структурные формулы достаточно точно отражают состояние связей в насыщенных углеводородах. Каждая валентная черточка символизирует одну связывающую МО, заселенную двумя электронами. Содержащие три связи атомы углерода в карбаииопах также 5р -гибридизоваиы (см. рис. 1.2.5). Оба свободных электрона находятся иа зр -АО. [c.59]

Примерами правильных тетраэдров служат молекулы метана СН4 (рис. 3.1, а, б), тетрахлорметана I4 и т.п. Если с атомом углерода связаны не одинаковые заместители, то валентные углы могут отличаться от нормального на несколько градусов. Например, в хлорметане H3 I атом углерода также имеет тетраэдрическую конфигурацию, но валентный угол Н—С—Н равен 111°. В насыщенных углеводородах валентные углы между атомами углерода равны 111 — 113°. [c.55]

Основные типы конфигурации связей в соединениях серы представлены в табл. 16.1 (построенной по аналогии с табл, 11.1 для производных кислорода). Молекуле ЗНг мы для простоты приписываем р -гибридизацию, хотя валентный угол в этой молекуле близок по своей величине (92°) к значению, ожидаемому для р-связей. Информация о других молекулах ЗКг приведена в табл. 16,2 (разд. 16.4). Стереохимия соединений серы гораздо сложнее стереохимии кислородных производных, потому что при образовании химических связей сера может использовать не только 5- и р-, но и -орбитали. Хотя длл серы гораздо характернее образование двух или четырех а-ко-валентных связей, чем трех, последние все же найдены в 80з, сульфооксидах К23 = 0, солях сульфония (Рз5)Х и в некоторых оксо-ионах. То обстоятельство, что большинство связей 8—О имеет кратность, большую единицы, не осложняет стереохимию, потому что валентные углы определяются числом а-свя-зсй и неподеленных электронных пар (табл. 16.1). [c.437]

Постоянство валентных углов не означает, что углеродный скелет молекулы является жестким и что его конфигурация не может быть в дальнейшем изменена. На самом деле более правильно считать, что полимерная цепь вообще не имеет какой-либо одной определенной Ф0Р1МЫ — она непрерывно изменяется под воздействием случайных факторов, каковым является, в первую очередь, тепловое движение звеньев. На любой фазе этого движения валентный угол не может изменяться, поэтому звеньям доступен только один вид движения — вращение вокруг оси 0-0, совпадающей по направлению с соседней связью С-С (рис. 3.121). Вращение всех звеньев приводит к тому, что цепь изгибается и сильно запутывается, как и свободно-сочлененная цепь. Наличие определенного валентного угла [c.728]

Размеры молекул воды во льду I незначительно отличаются от размеров изолированных молекул — расстоя ше О—Н равно 1,01 А, а угол связи Н—О—Н, вероятно, немногим больше, чем валентный угол в изолированной молекуле, равный 104,5°. Из возможных расположений ядер водорода в крт1сталле льда, соответствующих различны.м ориентациям молекул НгО, все конфигурации (см. п. 3.1,2) имеют приблизительно равную энергию. Другие конфигурации, содержащие дефекты (см. п. 3.4.2), характеризуются более высокой энергией и редко реализуются. Если это так, то число возможных расположений атомов водорода в моле льда превышает з/2)б,02.ш Высокая диэлектрическая константа льда (см. п. 3.4.1) означает, что при температурах, не очень низких по сравнению с температурой плавления, конфигурации кристалла непрерывно изменяются от одной к другой. [c.81]

Кристаллическая структура неориентированного полиэтилена соответствует ромбической ячейке с размерами а = 7,47 Ь = 4,97 и с=2,53 [5]. На электронограммах имеется диффузное кольцо, радиус которого соответствует межилоскостному расстоянию 4,5 А. Через базисную плоскость ячейки параллельно оси С приходят две цепные молекулы, имеющие плоскую транс-конфигурацию. Межатомное расстояние для С—С связи 1,53 А, валентный угол между наиравлениями связей 112° наименьшее расстояние между соседними молекулами 4,12 А [6]. При нормальном давлении и температуре 20° доля кристаллической части составляет около 50%. [c.219]

Мы не будем здесь подробно рассматривать электронную конфигурацию [21, 22] других трехатомных молекул — Н2О, SO2, NO2, О3, — для которых также были сняты фотоэлектронные спектры при возбуждении излучением Не 584 А (рис. 15). Можно лишь проследить некоторую аналогию между спектрами трех последних соединений. Такую аналогию следует ожидать в связи с тем, что молекула Озимеетто же число электронов в валентной оболочке, что и молекула SO2, и лишь на один электрон больше, чем молекула NO2 этот электрон находится на связывающей 4з-орбитали. При удалении электрона с этой орбитали из молекулы NO2 образуется ион NOg основное состояние которого имеет линейную конфигурацию можно полагать, что удаление одного из двух электронов молекулы Оз приведет к увеличению валентного угла. Вероятно, у иона Оз" в основном состоянии валентный угол имеет приблизительно такую же величину, как и в молекуле NOj [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология