Молекулярные орбитали ароматического ядра

Смещивание чисто ароматической молекулярной орбитали q)o с валентной орбиталью щелочного атома %ns приводит К воз никновению отличной от нуля спиновой плотности на ядре щелочного металла и придает частично ковалентный характер связи между ионами. Гибридизованная молекулярная орбиталь имеет вид [c.372]

В молекуле бензола все а-электроны принадлежат гибридным 5р -орбиталям, образующим шесть С — Ни шесть С — С-связей. Эти связи аналогичны ординарным связям в простых насыщенных соединениях. Характерные свойства сопряженных и ароматических систем обусловлены системой л-электронов, возникающей за счет 2рг-А0. Эти атомные орбитали образуют молекулярные орбитали, на которых л-электроны не локализованы у какого-либо отдельного атома или связи, а, по-видимому, двигаются свободно по всей молекуле. При расчете молекул методом МО обычно пренебрегают о-электронами, относя их к остову молекулы. л-Электроны описывают с помощью МО, состоящих исключительно из АО р-типа. Молекулы бутадиена, бензола и нафталина имеют соответственно четыре, шесть и десять я-электронов. Рассматривая такие молекулы, мы будем в основном обсуждать поведение л-электронов. Предположение о том, что систему я-электронов можно рассчитать независимо от а-электронов, основано на различии в симметрии орбиталей. Орбитали, на которых находятся сг-электроны, симметричны по отношению к плоскости, проведенной через атомные ядра. Орбитали, соответствующие л-электронам, антисимметричны по отношению к этой плоскости, поскольку при отражении в плоскости я-функция меняет свой знак на обратный. Оба типа орбиталей ортогональны друг другу [3]. Такое разделение орбиталей можно показать на примере этилена [4] или бензола, но оно менее строго в случае анилина и некоторых других соединений, в которых орбитали не полностью ортогональны. [c.48]

Возможны переходы с несвязывающей атомарной орбитали на молекулярную орбиталь с большей энергией переходы и п- о. Полосы п->л -переходе в наблюдаются в ближней УФ и видимой областях спектра и часто называются -полосами. Полосы п а -переходов наблюдаются в дальней, а иногда и в ближней УФ-областях. Переходы п- л являются запрещенными и их интенсивности значительно ниже интенсивностей переходов л я и я уст (коэффициент поглощения для разрешенных переходов 10 и более, для запрещенных — меньше 10 ). В УФ-области в вакууме наблюдаются переходы с орбитали в основном состоянии на одну из орбиталей с очень высокой энергией, приводящие к образованию молекулярных ионов. Метод эмпирической идентиф икадии я->л -и п л -переходов основан на их поведении при растворении вещества в различных растворителях. Для л я -переходов при увеличении полярности растворителя наблюдается (хотя и не всегда) сдвиг /С-полосы поглощения в длинноволновую часть спектра. Исключением является обратный сдвиг Я -полосы поглощения для некоторых ароматических молекул (смещение полосы поглощения в длинноволновую часть спектра называют батохромным сдвигом, в коротковолновую часть — гипсохромным). Для п я -переходов при увеличении полярности растворителя наблюдается гипсохром-ный сдвиг соответствующей -полосы поглощения, причем сдвиг на гораздо большую величину, чем для /С-полос. В табл. 1 показано влияние растворителей на спектр окиси мезитила. Обычный батохромный сдвиг полос, обусловленных я- -л -переходами, вызван взаимодействием с растворителем, которое несколько увеличивает свободу движения электронов в молекуле. Однако при л л -переходах изменения в распределении электронов более значительны, соответственно увеличиваются изменения в расположении ядер. Согласно принципу Франка — Кондона, процесс перехода в новое электронное состояние происходит за 10 с за это время ядра не успевают изменить своего взаимного расположения, поэтому наблюдаемый переход происходит при более коротких длинах волн, когда ядра еще не успели занять своего нового положения. [c.9]

В основу метода молекулярных юрбиталей положена модель молекулы, каждый электрон которой apriori может находиться в области любого из атомов. Поэтому в приближении МО ЛКАО каждая молекулярная орбиталь строится как линейная комбинация атомных орбиталей всех атомов, так что, вообще говоря, вероятность встретить данный электрон около любого ядра не равна нулю. Однако опыт показывает, что химическая связь в молекулах большинства соединений (исключение составляет небольшое число веществ, например ароматические углеводороды) носит локализованный характер т. е. осуществляется двумя электронами, находящимися главным образом в пространстве между двумя валентно связанными атомами. Естественно ожидать, что априорный учет этого факта поможет уловить некоторые эффекты, недостаточно выявляемые методом МО. [c.100]

Одновременное изучение характеристик молекулярных орбиталей органических соединений и их электрохимических свойств дает информацию, которую можно использовать не только для получения описанных пыше соотношений. Примером может служить одноэлектронное окисление н восстановление нитробензола (6) в органической среде на платиновом электроде [87]. Образовавшиеся соответственно катион-радикал и анион-радикал достаточно стабильны для получения их спектров ЭПР (см гл. 3). По этим спектрам было установлено, что для атома азота константы взаимодействия Сд равны 37,0 и 7,97 Гс для катион-радикала и аннон-радикала соответственно. Такую большую разницу можно объяснить, лншь предположив, что в Катион-радикале неспаренный электрон локализован иа группе N0 (0-радикал), тогда как в анион-радикале он делока-лизован по всей системе л-орбиталей молекулы (зх-радикал). Эти результаты проясняются при рассмотрении электронной структуры группы N0 (рис 2.29). Неспаренный электрон катион-радикала должен находиться на ла-орбитали эта орбиталь из-за нелинейности группы СНО, колланарной с бензольным ядром, не может быть сопряжена с л-системой бензольного кольца. Наоборот, песпаренный электрон аннон-радикала находится на л -орбиталн, которая сопряжена <- л-системой ароматического Кольца. [c.81]

Расчеты длины волны максимума поглощения для бензола и некоторых других соединений (Фёрстер, 1938), оказались в хорошем соответствии с опытными данными. Выводы из расчетов носили главным образом качественный характер, позволяя, например, предсказать направление батохромного сдвига в полиенах или ароматических углеводородах с конденсированными ядрами. ]У1етод валентных связей оказался применимым в данном случае только к углеводородам. В методе молекулярных орбиталей, согласно которому полоса поглощения связывается с переходом электрона со связывающей орбиты на разрыхляющую (]Малликен, 1931), энергия перехода выражается через резонансный интеграл, определяемый эмпирически и имеющий для различных групп соединений различное значение. Расчеты длин волн в электронных спектрах, основанные на этом принципе, начались примерно со второй половины 40-х годов (Коул-сон, Б. Пюльман и др.). [c.79]

Кубовые красители-это красители различных химических классов, наносимые на волокно методом кубования. Практически существуют два основных типа кубовых красителей (по химическому строению) полициклические ароматические карбоциклы, содержащие одну или несколько карбонильных групп (красители, называемые часто антрахи-ноидными кубовыми красителями), и индигоидные красители. Цвета антрахиноидных красителей охватывают полную гамму, но в коммерческом отношении наиболее важны синие, зеленые, коричневые и черные красители. Расчеты по методу молекулярных орбиталей показывают, что карбоциклические ядра вьшолняют функции электронодонорной группы, а хиноидная карбонильная группа-электроноакцепторной группы. По показателям устойчивости окраски антрахиноидные кубовые красители превосходят все остальные классы красителей. [c.280]

Задача может быть сформулирована следующим образом. Допустим, что имеются пять -орбиталей у атома металла и по одной орбитали у каждого из лигандов. При их линейной комбинации какие молекулярные орбнталн могут быть образованы Предполагается, что орбитали лигандов обладают осевой симметрией в направлениях, соединяющих каждый из лигандов с атомом металла. При наличии иона фтора, как, например, в комплексе [РеРб] , изображенном на рис. 10.1, ст-орбиталью служит орбиталь фтора 2ра, ось симметрии которой направлена вдоль линии, соединяющей ядра Ре и Р. В случае аммиакатов кобальта, например [Со (ЙНз)е] , а-орбитали представляют собой гибридные орбитали неподеленных пар электронов каждой из молекул аммиака (см. раздел 8.10). Орбитали клешнеобразного лиганда, например этилендиамина ЫНг СНа СНг NH2 (рис. 10.7), который присоединяется к центральному атому в двух координационных точках, являются орбиталями неподеленных пар электронов двух концевых атомов азота. МО, которую мы должны построить, будет, очевидно, полностью делокализована, вследствие чего с математической точки зрения ситуация аналогична рассмотренной в гл. 9 для сопряженных и ароматических молекул. Различие состоит [c.306]

Локальная аддитивность энергии дисперсионного взаимодействия должна наблюдаться лишь для таких систем, внутри которых электронная корреляция убывает достаточно быстро с возрастанием расстояния [220]. В работе [220] был сделан вывод, что это условие не выполняется для полиенов с одинаковыми длинами валентных связей углерод — углерод, например, для ароматических углеводородов. Однако наличие делокализованных я-орбиталей не обязательно означает наличие делокализованных я-электронов [209]. Кроме того, я-орбитали полиенов и ароматических углеводородов могут быть локализованы почти в такой же степени, как и ст-орбитали насыщенных алканов [209, 228, 229]. Поэтому на основании общих теоретических исследований можно ожидать, что энергия дисперсионного взаимодействия и систем с сопряженными связями приближенно может быть представлена в виде суммы аддитивных локальных вкладов [209, 229]. На такую возможность указывает также и то, что средняя молекулярная поляризуемость бензола, его производных, а также ароматических углеводородов с конденсированными ядрами может быть представлена в виде суммы атомных поляризуемостей со средней погрешностью меньше 3% [224]. В соответствии с этим, рассчитанная аЬ initio энергия дисперсионного взаимодействия молекул этилена, бензола и ряда азобензолов может быть представлена в виде суммы аддитивных вкладов [212, 226, 227]. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология