Атомная энергия образования молекул и энергия связей

Сравнение реакционной способности ступенчатых поверхностей кристалла с реакционной способностью нанесенных Р1-катализаторов показывает, что структура полидисперсных частиц Р1 в катализаторе может быть с успехом воспроизведена ступенчатыми поверхностями. Установлено, что атомарные ступени играют определяющую роль при превращениях углеводородов, а также при диссоциации Н2 и других двухатомных молекул с большой энергией связи [237]. Показано, что реакция дегидрирования циклогексана до циклогексена не зависит от структуры поверхности монокристалла Р1 (структурно-нечувствительная реакция). В то же время реакции дегидрирования циклогексена и гидрогенолиза циклогексана структурно-чувствительны. В свете полученных результатов предложена [238] расширенная классификация реакций, зависящих от структуры поверхности металла. А именно, предложено отнести к особому классу реакции, скорость которых зависит от размера активных частиц катализатора или от плотности атомарных ступенек и выступов на них, и реакции, скорость которых зависит от вторичных изменений структуры поверхности катализатора (например, из-за образования в ходе реакции углеродистых отложений, а также других эффектов самоотравления). На основе проведенного анализа предложена модель каталитически активной поверхности Р1, учитывающая атомную структуру поверх- [c.165]

Атомная энергия образования молекул и энергия связей. Атомной энергией образования называется количество энергии, выделяющейся при образовании одного моля данного вещества из свободных атомов элементов. [c.84]

Атомная энергия образования молекул и энергия связей [c.85]

Подобным же способом можно рассчитать энергию связи Ес-с, определяя вначале атомную теплоту образования молекулы этана по схеме [c.71]

В процессе образования кристалла происходит перекрывание внешних электронных облаков атомов по аналогии с образованием химической связи в молекулах. В соответствии с методом МО при взаимодействии двух атомных электронных орбиталей образуются две молекулярные орбиТали связывающая и разрыхляющая. При одновременном взаимодействии N микрочастиц образуется N молекулярных орбиталей. Величина N в кристаллах может достигать огромных величин (порядка 10 ). Поэтому и число электронных орбиталей в твердом теле чрезвычайно велико. При этом разность между энергиями соседних орбиталей будет ничтожно мала. Так, в кристалле натрия разность энергетических уровней двух соседних орбиталей имеет порядок 10 Дж. Таким образом, в кристалле металла образуется энергетическая зона с почти непрерывным распределением энергии, называемая зоной проводимости. Каждая орбиталь в этой зоне охватывает кристалл по всем его трем измерениям. Заполнение орбиталей зоны проводимости электронами происходит в соответствии с положениями квантовой механики. Так, из условий минимума энергии электроны будут последовательно заполнять все орбитали, начиная с наинизшей, причем на каждой орбитали в соответствии с запретом Паули может располагаться лишь два электрона с антипараллельными спинами. С повышением температуры за счет теплового возбуждения электроны будут последовательно перемещаться на более высокие энергетические уровни, передавая тепловую энергию с одного конца кристалла на другой и обеспечивая таким образом его теплопроводность. [c.82]

Предлагалась даже формула, допускающая в качестве полу-эмпирической закономерности полную пропорциональность между обменным интегралом Н 2 и интегралом перекрывания 512. Для вычисления интегралов перекрывания нужно знать, конечно, отдельные атомные функции. Надежность оценок энергии связи поэтому зависит от того, насколько удачным оказался выбор атомной функции. Обычно пользуются функциями, предложенными Слейтером. Эти функции не всегда дают достаточно точные результаты, но тем не менее расчеты, проведенные с их помощью Милликеном, представляют значительный интерес. Так было найдено, что интегралы перекрывания для гибридных орбиталей (см. ниже) больше, чем для чистых. Интегралы перекрывания изменяются в пределах от нуля до единицы. У молекулы На интеграл перекрывания составляет 0,75, у бора (В—В) для связей типа 5—5 — 0,5, для связей типа ра—ра и рп—рл — около 0,3, у углерода для двойной связи (С = С) имеем тип 55 0,44 тип ра—ра 0,32 и тип рл—рп 0,27. Благодаря этим данным можно представить себе долю участия и образования связей различных электронов, а не только тех, которые химики привыкли называть валентными и на которых они сосредоточивают внимание, когда речь идет об образовании соединений. [c.106]

Для двухатомных молекул атомная энергия образования численно равна энергии связи между атомами. Так, энергия связи НВг должна численно равняться количеству энергии, выделяющейся при реакции Н + Вг = НВг. [c.84]

Как показывает опыт, каждая определенная химическая связь между атомами имеет более или менее постоянную величину энергии вне зависимости от того, в какое химическое соединение эти атомы входят. Кроме того, атомные связи обладают приближенным свойством аддитивности, т. е. энергия образования молекулы из свободных атомов приблизительно равна сумме энергии связи отдельных ее [c.148]

Атомное ядро — образование очень прочное. Полная энергия. связи нуклонов выражает собой ту работу, какую необходимо затратить для отрыва друг от друга всех протонов и нейтронов данного ядра (как бы провести полную разборку ядра на нуклоны по отдельности). Найдено, что указанная энергия для атома гелия составляет 28,2 Мэе , для ядра атома кислорода— 127,2 Мэе, а у урана — 1780 Мэе и т. д. Для сравнения отметим, что энергия химической связи имеет порядок 10 эв. Мы видим, что энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз выше энергий химических связей в молекулах простых и сложных веществ. [c.13]

Решение. Порядок связи в молекуле будут определять молекулярные орбитали, образованные внешними атомными орбиталями двух атомов азота. (Вклад внутренних молекулярных орбиталей в энергию связи практически равен нулю.) Электроны располагаются на образованных молекулярных орбиталях согласно энергетической последовательности орбиталей. При этом выполняется принцип Паули и правило Хунда [c.33]

Все химические реакции сопровождаются перегруппировкой молекул и ат0(М0е, при этом происходит разрушение одних внутримолекулярных связей, включая и атомные, и образование новых, что связ ано с затратой или выделением энергии. [c.45]

В табл. 21.8 указан ряд важнейших свойств атомов элементов группы 6А. Энергия простой связи X—X получена путем оценки данных для соответствующих элементов, кроме кислорода. В последнем случае, поскольку связь О—О в молекуле Oj не является простой (см. разд. 8.6 и 8.7, ч. 1), оценку проводили по значению энергии связи О—О в пероксиде водорода. Восстановите льный потенциал, указанный в последней строке таблицы, относится к восстановлению элемента в его стандарлном состоянии с образованием Н,Х(водн.) в кислом растворе. Для большинства указанных в табл. 21.8 свойств снова наблюдается закономерная зависимость от атомного номера элемента. Атомные и ионные радиусы увеличиваются, соответственно энергия ионизации уменьшается, как и следует ожидать на основе изложенного в разд. 6.5, ч. 1. [c.300]

Практически используемые энергии химических связей существенно отличны от рассмотренных выше. Практическая энергия связи является той долей энергии, поглощаемой при полной диссоциации молекулы на свободные атомы, которая приходится на данную связь. Складывая величины таких энергий для всех химических связей в молекуле, получаем то же значение энергии (теплоты) образования молекулы из свободных атомов (атомной теплоты образования), которое использовали при расчете энергии связей. Путь расчета атомных теплот образования соединений был рассмотрен выше (стр. 64—65). Зная атомные теплоты образования соединений и используя закон Гесса, можно найти энергии связей. [c.68]

Как и в методе ВС здесь учитывается значение параллельности или антипараллельности спинов электронов данной пары. Энергия молекулярной орбиты, образованной электронами с антипараллельными спинами меньше, чем энергия соответствующих орбит в атомах. Образование ее из соответствующих атомных орбит сопровождается выделением энергии. Такую орбиту называют Связывающей. Энергия связи электрона такой орбиты в молекуле выше, чем энергия связи его в атоме. Так, потенциал ионизации атома водорода равен 13,5 в, а молекулы На 15 0. [c.68]

Тот факт, что атомные орбитали в квантовой теории имеют определенную геометрическую форму, весьма важен, так как позволяет судить о стереохимии молекулы. 5- и р-Орбитали так мало отличаются по энергии, что при образовании химической связи они могут взаимодействовать в атоме друг с другом, образуя несколько смешанных орбиталей. Такая орбиталь описывается волновой функцией, являющейся линейной комбинацией - и р-орбиталей, и называется гибридной. Гибридные орбитали более вытянуты в направлении связи и способствуют образованию более прочной связи. Кроме 5- и р-орбиталей в образовании гибридных орбиталей могут участвовать -орбитали. [c.22]

В ряде случаев представляет интерес определение теплоты образования химических соединений не из простых веществ, а из атомов, т. е. из гипотетических одноатомных газов (атомная теплота образования). Выделившееся при этом (мысленном) процессе теплота является мерой энергии всех связей и взаимодействия между атомами в молекуле и имеет большое значение для установления энергии каждой химической связи. Теплоту образования соединений из простых веществ следует отличать от атомной теплоты образования. Для вычисления атомной теплоты образования необходимо учесть теп- лоту возгонки твердых веществ и теплоту диссоциации молекул газообразных веществ на атомы. [c.22]

Конечно, данный вывод относится также и к молекулярным ионам, т. е. к молекулам, у которых полностью изъяты один или несколько электронов. На примере метана видно, что на характер связи и ее энергию также влияет образование радикала атомной группы, к которой данная связь принадлежит. [c.109]

Изучение электронного строения атомов начинается с описания в рамках одноэлектронного приближения оболочечной модели. Переходя от теории атома к теории молекул, естественно сохранить ту же последовательность изложения. Под атомными функциями далее понимают функции, точка центрирования которых совпадает с ядром. Явный вид волновой функции в общем случае отличен от вида функции свободного атома. Будем считать, что атомная задача решена известны численные характеристики различных атомных величин, включая и значения орбитальных энергий. Особый интерес представляют слабосвязанные атомные электроны, волновые функции которых наиболее существенным образом деформируются в ходе образования химической связи. Разделение электронов на более и менее существенные не всегда однозначно, приходится делать те или иные допущения, справедливость которых впоследствии проверяется на уровне точных расчетов. Примером тому может служить исследование роли -электронов атомов переходных металлов в энергии связи молекул. [c.208]

Разрыв ковалентной связи в молекулах газа обычно приводит к образованию двух нейтральных радикалов. Такие реакции называются атомными или гомолитическими. Разрыв ковалентной связи в молекуле может привести и к образованию двух противоположно заряженных ионов. Такие процессы называются гетвролитическими и почти не наблюдаются в газах, но очень характерны для растворов. Объясняется это тем, что гетеро-литический распад в газах требует затраты большой энергии на преодоление взаимного электростатического притяжения ионов. В растворах же большие диэлектрические проницаемости многих растворителей заметно понижают электростатическое притяжение ионов, поэтому энергия гетеролитического разрыва ковалентной связи может стать ниже энергии гомоли-тического разрыва. Кроме того, гетеролитическому распаду способствует поляризация диссоциирующей связи под действием электрических полей полярных молекул растворителя. [c.84]

У органических соединений оказываются аддитивными как теплоты образования, так и теплоты горения, служащие для их нахождения. Раньше можно было сравнивать между собой только экспериментально найденные теплоты образования. В дальнейшем оказалось возможным произвести приблизительный подсчет истинных теплот образования молекул — теплот связи. Теплота связи есть энергия, выделяющаяся при построении молекул из свободных атомов она равна работе диссоциации при распаде соединения на отдельные атомы. Для того чтобы выразить аддитивность, которая экспериментально обнаруживается для те5Плот образования, горения и связи органических соединений, эти теплоты разлагают не по атомам или атомным группам, так как это энергетически не имело бы никакого смысла, а разлагают по связям С — С, С — Н, С = 0 и т. д., для которых таким образом принимается постоянное энергетическое значение. [c.43]

Молекула Ы . Конфигурация Li2[(als) (a ls) (a 2s) J (терм 41g). Первые четыре электрона находятся на внутренних als-орбиталях, образованных из АО АГ-слоя (Is-орбиталей атомов лития). Их размещение подобно размещению в молекуле Неа (см. рис. 24), когда равное число электронов на als- и a ls-MO приводит к отсутствию связи. Можно считать и здесь, что эти МО не вносят вклад в энергию связи молекулы, и электроны на этих орбиталях сохраняют в молекуле характер атомных АГ-электронов, принадлежа попарно соответствующим ядрам (/С-остов). Этому отвечает запись конфигурации в форме Li2[/ ( r2s) ], из которой видно, что связь обусловлена парой электронов, находящихся на связывающей а25-орбитали. Точный квантовомеханический расчет действительно показывает, что als- и а Ь-орбитали имеют вид, близкий к виду двух атомных орбиталей, каждая из которых сосредоточена в основном вокруг одного из двух ядер (рис. 26), и электроны на этих орбиталях условно считают несвязывающими, как четыре электрона в Неа. Молекула Ыг диамагнитна (спины электронов спарены). [c.78]

Атомы Г. имеют конфигурацию внешних электронов s2/j5 присоединяя один электрон, приобретают конфигурацию инертного газа s-p . Г. характеризуются наибольшими среди всех элементов значениями сродства к электрону, к-роо возрастает от F к l, а затем падает к J. Ионизационные потенциалы Г. падают с возрастанием порядкового номера элемента Z. По мере возрастания Z возрастают атомные и ионные ради хы Г. В газообразном, жидком и кристаллич. состоянии все Г. состоят из двухатомных молекул. В молекулах Г. атомы связаны одной двухэлектронной связью энергии диссоциации молекул сравнитолыю невелики (см, табл.), сущоствешш меньше, чем, наир., у молекул 0 и N3 (118,2 и 225 ккал/мо.гь соответственно), в к-рых каждый из атомов О и N затрачивает на образование связи два или соответственно три электрона. С увеличением Z [c.397]

Основу таких модифицированных представлений составляет, во-первых, допущение о том, что квантованными являются не только значения общей энергии молекулы, определяемые значениями общей волновой функции, но и состояния атомов в молекуле. Этим состояниям атомов соответствуют целочисленные индексы гибридизации, определенный набор связующих и несвязующих атомных орбиталей и строго определенные параметры (углы между направлениями валентных связей, значения ковалентных радиусов, электроотрицательность). Формирование молекулярных орбиталей в общем случае осуществляется по принципу максимального перекрывания с образованием качественно различающихся а- и я-связей. Наряду с этим значительный вклад в энергию образования молекулы вносят взаимодействия несвязующих орбиталей с молекулярными или атомными орбиталями, имеющими общие элементы симметрии. Эти дополнительные связи в молекуле образуются, как и связующие, по типу осевых или фронтальных взаимодействий. [c.148]

Для объяснения отличия валентных углов в молекулах НзО и ЫНз от 90° следует принять во внимание, что устойчивому состоянию молекулы отвечает такая ее геометрическая структура и такое пространственное расположение электронных облаков внеп, -ннх оболочек атомов, которым отвечает наименьпшя потенциальная энергия молекулы. Это приводит к тому, что при образовании молекулы формы и взаимное расположение атомных электронных облаков изменяются по сравнению с их формами и взаимным расположением в свободных атомах. В результате достигается более полное перекрывание валентных электронных облаков и, следовательно, образование более прочных ковалентных связей. В рамках метода валентных связей такая перестройка электронной [c.135]

Ковалентная связь. На рис. 22 представлено образование связывающей и разрыхляющей МО молекулы Нг из АО, а также диаграмма плотности вероятности (плотности электронного облака). В нижней части рис. 22, а и б приведены условные контурные диаграммы электронной плотности, напоминающие топографические карты. В пространстве между ядрами значения ф5 и ф5р выше, чем были бы они для изолированной атомной орбитали. Соответственно выше здесь и плотность электронного облака. Это означает, что для молекулярной орбитали вероятность пребывания электрона в межъядерной области велика. Отрицательный заряд между ядрами притягивает к себе положительные заряды обоих ядер и в то же время экранирует их друг от друга, уменьшая их взаимное отталкивание. В результате наблюдается значительное понижение энергии электрона в поле двух ядер молекулы по сравнению с энергией электрона в атоме. Общее понижение энергии —результат преобладающего понижения потенциальной энергии электрона. Поэтому система из двух ядер и электрона оказывается более устойчивой, чем система разъединенных ядер, иными словами, вследствие понижения потенциальной энергии электрона возникает химическая связь. Характерной ее особенностью является коллективизирозание электрона всеми (здесь двумя) ядрами молекулы. Такая связь называется ковалентной. В основе хими- [c.69]

Даже при таких малых деформациях кажущийся модуль Юнга зависит от скорости деформирования. Это указывает, что Е неоднозначно определяется энергией упругого деформирования угловых связей в цепях, длиной связей и межмолеку-лярными расстояниями, но, кроме этого, характеризуется чувствительностью ко времени смещений атомов и небольших атомных групп. В следующей области деформации (1—5%) напряжение и деформация уже не пропорциональны друг другу. Здесь происходят структурные и конформационные перестройки, которые обратимы механически, но не термодинамически. В этом случае говорят о неупругом (вязкоупругом в узком смысле), или параупругом, поведении. За пределом вынужденной эластичности начинается сильная переориентация цепей и ламеллярных кристаллов, а сам процесс обычно носит название пластическое деформирование . Под чисто пластическим деформированием можно понимать переход от одного равновесного состояния к другому без внутренних напряжений. Последнее особенно важно в связи с тем, что следующая после предела вынужденной эластичности деформация связана главным образом с механически обратимыми неупругими конфор-мационными изменениями молекул, а не с их перемещением друг за другом. До тех пор пока не достигнуто состояние равновесия с помощью соответствующей термообработки, сильно вытянутые образцы могут в значительной степени возвращаться в исходное состояние после снятия напряжения. Исходя из содержания настоящей книги, основное внимание следует уделять не процессам, вызывающим или сопровождающим молекулярную переориентацию (которая в основном понимается как эффект упрочнения), а процессам повреждения, т. е. разрыва цепи, образования пустот и течения. Последние процессы постепенно нарастают в области деформаций сразу же за пределом вынужденной эластичности вплоть до окончательного разрушения. К числу процессов, вызывающих повреждения, следует также отнести явление вынужденной эластичности при растяжении или образование трещины серебра в стеклообразных полимерах, которые будут рассмотрены в гл. 9. [c.38]

При отвердевании атомных соединений одни ковалентные межатомные связи разрываются, а другие возникают, и в результате перегруппировки атомов и целых атомных групп образуются макромолекулы данного твердого вещества. При этом может происходить агрегация макромолекул по мере их образования связями Ван-дер-Ваальса, а часто наряду с ними и водородными связями, т. е. идет собственно процесс отвердевания данного вещества. При тех достаточно высоких температурах, при которых обычно затвердевают атомные соединения, одновременно протекает термическая диссоциация отвердевающего вещества, далеко не всегда обратимая. Поскольку энергия межатомной связи велика, диссоциация отвердевающего вещества завершается соединением ее продуктов в ином порядке, чем в исходных молекулах или макромолекулах. В результате в условиях отвердевания получаются сложные смеси изомерных молекул, смеси полимерана-логов. [c.38]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,030276 а. е. м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению огромного количества энергии в 28,2 Мэе (1 Л1эв=10 эв). Отсюда средняя энергия связи в ядре на один нуклон составляет примерно 7 Мэе. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле ( 5 да). Поэтому-то при химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.40]

Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ. Влияние природы реагирующих частиц определяется их атомным составом, пространственным строением и молекулярными свойствами. Скорость химической реакции определяется скоростью разрыва одних и образования других химических связей. Эти превращения происходят в элементарном акте реакции. Мы знаем, что изменение длины химической связи, валентных углов и других геометрических параметров молекулы сопровождается изменением ее потенциальной энергии. Поэтому и взаимодействие частиц в элементарном акте реакции также должно характеризоваться изменением потенциальной энергии всей системы. Поскольку реагирующие молекулы обьгчно содержат много атомов, то элементарный акт химической реакции характеризуется многомерной поверхностью потенциальной энергии. На этой поверхности потенциальной энергии отражается влияние изменения каждого геометрического параметра одной молекулы на энергии ее взаимодействия с другой молекулой и наоборот. [c.189]

На расстоянии / -> оо интеграл р О и ел (оо) = а = Е(Н). На других расстояниях р< О и Еа> а = Е н), т. е. при сближении атомов в состоянии энергия системы непрерывно возрастает по сравнению с энергией разделенных атомов. Это значит, что на любом расстоянии между атомами преобладают силы отталкивания, образование устойчивой молекулы невозможно. На рис. 22, б представлены атомные волновые функции Хг и Хг с разными знаками и образованная путем ЛКАО волновая функция В центре межъядерной оси и в плоскости, проходящей через нее перпендикулярно оси, Гд, = Гв,, откуда XI = Хг и фл = 0. Здесь функция меняет знак (узловая точка, узловая плоскость). Электронная плотность фР в узловой плоскости равна нулю. Это означает, что на МО типа фл электронная плотность в межъядерном пространстве понижена, в результате чего отталкивание ядер преобладает над притяжением к ним электрона и химическая связь не образуется. Поэтому молекулярная орбиталь фл называется антисвязывающей или разрыхляющей МО. Она также обладает осевой симметрией и относится к а-типу. [c.71]