Строение многоатомных молекул и ионов

Химическая связь - это вид межатомных взаимодействий в молекулах, ионах, кристаллах, характеризуемый определенной энергией, обусловливающих существование двух- и многоатомных соединений. К основным характеристикам химической связи, дающим информацию о геометрическом строении (структуре) молекулы и ее прочности, относятся длина связи, валентный угол и энергия связи. [c.61]

При химическом взаимодействии атомов образуются молекулы. Молекулы бывают одноатомные (например, молекулы гелия Не), двухатомные (азота N2, оксида углерода СО), многоатомные (воды Н2О, бензола Се Не) и полимерные (содержащие до сотен тысяч и более атомов — молекулы металлов в компактном состоянии, белков, кварца). При этом атомы могут соединяться друг с другом не только в различных соотношениях, но и различным образом. Поэтому при сравнительно небольшом числе химических элементов число различных веществ очень велико. Состав и строение молекул определяют состояние вещества при выбранных условиях и его свойства. Например, диоксид углерода СО2 при обычных условиях — газ, взаимодействующий с водой, а диоксид кремния 8102 — твердое полимерное вещество, в воде не растворяющееся. При химических явлениях молекулы разрушаются, но атомы сохраняются. Во многих химических процессах атомы и молекулы могут переходить в заряженное состояние с образованием ионов — частиц, несущих избыточный положительный или отрицательный заряды. [c.18]

Метод ВС позволяет решать ряд задач, связанных с изучением молекул. С его помощью получены ценные сведения о строении и свойствах бензола и его соединений, некоторых многоатомных молекул и ионов. Используемые в методе валентные схемы наглядны и близки к классическим химическим формулам. Однако составляющий основу метода принцип обязательного спаривания электронов с антипараллельными спинами справедлив лишь для 5-электронов. С точки зрения метода ВС невозможно понять свойства парамагнитных молекул, к которым относится, например, молекула кислорода 0.2, свойства многих сопряженных и ароматических систем, а также большинства неорганических молекул. Встречаются немалые трудности и при решении других задач. [c.25]

Уже говорилось о связи колебательной структуры полос фотоэлектронных спектров со строением молекул и распределением электронной плотности (см. гл. VI 2.3). По форме и колебательной структуре полос можно делать выводы о характере орбитали, с которой удаляется электрон, не только для двухатомных, но и для некоторых многоатомных молекул. Когда электрон удаляется со связывающей орбитали, то из-за ослабления связи частота соответствующего валентного колебания в ионе будет ниже, чем в исход- [c.153]

Данные о величине энергии связи в молекулярных ионах являются ярким подтверждением справедливости метода МО. Метод МО позволяет рассмотреть и строение гетероядерных двух- и многоатомных молекул. Например, образование молекулы СО можно представить схемой [c.62]

Ядра и электроны являются заряженными частицами, поэтому они создают вокруг себя электрические поля, а состоящие из них атомы, ионы и многоатомные частицы подвержены действию внешних электрических полей. Кроме того, многие ядра имеют не равный нулю внутренний момент импульса (спин), а электроны к тому же могут иметь отличный от нуля момент импульса, обусловленный их нахождением на соответствующих атомных или молекулярных орбиталях. Наличие у заряженной частицы момента импульса означает, что такая частица является магнитным диполем. Поэтому электроны и многие ядра являются источниками локальных магнитных полей и подвержены действию внешних магнитных полей. Все эти явления оказывают некоторое, иногда существенное влияние на химические свойства атомов и молекул. Вместе с тем они создают интересные возможности для изучения строения атомов и многоатомных систем. [c.87]

Углы между преимуш ественно ковалентными связями и длины связей определяют строение многоатомных молекул и ионов, их структуру. [c.153]

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]

Многоатомные молекулы, образованные атомами металлоидов, очень разнообразны, но для сравнения мы рассмотрим в этом разделе общие для многих элементов гидриды, оксиды и галогениды. Большинство многоатомных групп, образованных металлоидами, являются ионами, но по геометрическому строению можно выделить ряды многоатомных молекул и классифицировать их по небольшому числу типов. Связь между атомами в принципе всегда ковалентная, но точнее ее можно описать, вводя понятие степени ионности. За исключением небольшого числа случаев типа углерода, между одинаковыми атомами редко образуется большое число связей, и в группе бывает не более двух-трех таких атомов. [c.151]

Тип структуры. Пространственное строение, определенное экспериментально для многоатомных молекул и ионов, без учета тонких различий можно классифицировать так, как это сделано в табл. 4.2. С первого взгляда такая классификация кажется довольно сложной, но при использовании обобщенного понятия координации (разд. В.1 настоящей главы) она позволяет легко определять строение с помощью стандартных операций. Обычно атомное отношение в атомной группе записывают, как правило, в виде АВ или АВтС и подразумевают под А центральный атом, а под В и С — координированные с ним атомы. Практически атом А обычно менее электроотрицателен, чем В и С, и расположен в центре структуры (концевыми атомами обычно являются атомы водорода). [c.151]

Долгое время рентгенографический метод был главным источником сведений о молекулярной структуре жидкостей. Для одноатом-Еых жидкостей он дает достаточно полные сведения о распределении атомов. В случае многоатомных жидкостей возникает вопрос об ориентационной упорядоченности и рентгенографический метод при современном уровне экспериментальной техники и теории не может дать однозначных выводов о молекулярной структуре. Этот метод обычно позволяет определить лишь расстояния между ядрами внутри молекулы жидкости. Только в отдельных случаях рентгенографический метод позволяет получать сравнительно подробную информацию о структуре многоатомных жидкостей. Примером могут служить широко известные исследования воды. Еще большие трудности возникают при попытках расшифровки с помощью этого метода молекулярного строения растворов, координации ионов в области ближней и дальней сольватации. [c.157]

Энергетические свойства атомов определяют и прочность их связей в молекулах, многоатомных ионах и радикалах. Теоретические методы вычисления энергий связей будут описаны далее, а здесь рассмотрим, главным образом, эксперимента тьные значения этих энергий и их использование для выяснения строения вещества. [c.13]

Сечения и скорости диссоциации молекул по этим каналам, их отношения могут меняться в зависимости от строения конкретной молекулы и от степени возбуядашзя колебательных, вращательных и электронных уровней. Так, сечение диссоциации Н2 определяется суммой сечений возбуждения нестабильных электронных уровней. Диссоциация N2 протекает через те электронные уровни, для которых наблюдается предиссоциация, обусловленная взаимодействием с нестабильными уровнями (максимальное сечение близко к сечению ионизации), при больших концентрациях электронов в результате электронно-ионной диссоциативной рекомбинации. Сечение диссоциативной ионизации растет с увеличением числа атомов в молекуле и достигает значений сечения ионизации для многоатомных молекул. Сечения диссоциативного прилипания велики для молекул галогенов, галогеносодержащих соединений, некоторых окислов. [c.272]

При помощи микроволновых спектров можно очень точно определить моменты инерции многоатомных молекул. Для случая линейной молекулы с п атомами, соединенными друг с другом тг—1 ковалентными связями, знания только одного момента инерции J недостаточно для определения длин связей. Последовательным замещением атомов молекулы изотопами можно определить п—Л моментов инерции, при помощи которых можно вычислить длину всех л —1 связей. Положение еще более сложное для трехмерных молекул однако во многих случаях были найдены удовлетворительные решения. При помощи микроволновых спектров можно определить с большой точностью дипольные электрические моменты молекул и, пользуясь так называемыми сверхтонкими структурами , измерить квадрупольпые ядерные электрические моменты. Последние дают сведения, касающиеся распределения электронов в молекуле (степени гибридизации, ионного характера и кратности связей и т.д.). Микроволновые спектры, исследование которых развилось лишь в последнее время в связи с развитием техники радара, оказались ценным методом исследования строения молекул. [c.103]

Большая часть координационных комплексных соединений, рассматриваемых в настоящей главе, образована катионами, к которым присоединено несколько нейтральных молекул или анионов. Однако химические и физические свойства таких комплексов принципиально не отличаются от аналогичных свойств комплексных соединений, образуемых неметаллическими элементами. Например, комплексный ион 81Р и нейтральная молекула ЗР имеют одинаковое геометрическое и электронное строение с А1Рб . Вообще говоря, все многоатомные группы могут рассматриваться как координационные ком- [c.403]

К. с. делят на гомодесмические (координационные) и гетеродесмические. В первых все атомы объединены одинаковыми хим. связями, образующими пространств, каркас (напр., алмаз, галогениды щел. металлов). Для вторых характерно наличие структурных фрагментов, внутри к-рых атомы соединены ваиб. прочными (чаще всего ковалентными) связями атомы, принадлежащие разл. фрагментам, связаны существенно слабее. Фрагменты могут представлять собой конечные группировки атомов ( острова ), цепи, слои, каркасы , соотв. выделяют островные, цепочечные, слоистые и каркасные К. с. Островными К. с. обладают почти все орг. соед., а также галогены, Ог, Зе, (N114)2504 и др. неорг. в-ва. Здесь роль островов играют молекулы или многоатомные ионы. Цепочечную К. с. имеет, напр., одна из модификаций 8е, в к-рой атомы связаны в бесконечные спирали. Слоистое строение характерно для графита, ВМ, Мо а и др. Пример каркасной К. с.— кристаллы СаТЮз атомы Т и О, соединенные ковалентными связями, образуют ажурный каркас, в полостях к-рого расположены атомы Са. Известны К. с., в к-рых сосуществуют структурные фрагменты разных типов. Так, кристаллы комплексного соед. ГМ(СНз)л1(МпС1з1 построены из островов — ионов [N(04 )4] — и цепей [c.287]