Электронный характер валентности

Рис. 4.15. Предполагаемая схема энергетических уровней в хлориде серебра. Энергия Маделунга принята равной 7,5 эв, а глубина зоны проводимости х 3 эв. Следует указать йа сложный характер валентной зоны даже при небольшой ее ширине. Все значения энергии даны в электрон-вольтах.

Элементы углерод С, кремний Si, германий Ge, олово Sn и свинец РЬ составляют IVA группу Периодической системы Д. И, Менделеева. Общая электронная формула валентного уровня атомов этих элементов ns np . Преобладающие степени окисления элементов в соединениях ( + 11) и ( + 1V), По электроотрицательности элементы С и Si относят к неметаллам. Ge, Sn и РЬ — к амфотерным элементам с возрастающим металлическим характером по мере увеличения порядкового номера. Поэтому в соединениях элементов со степенью окисления (IV) связи ковалентны для свинца (И) и в меньшей степени для олова (И) известны ионные кристаллы. В целом устойчивость степени окисления ( + IV) уменьшается, а устойчивость степени окисления ( + 11) увеличивается от С к РЬ. Соединения свинца (IV) —сильные окислители, соединения остальных элементов в степени окисления (И) — сильные восстановители. [c.202]

Вследствие противоположности своих зарядов оба иона притягиваются друг к другу. Однако, сблизившись до известного предела, они останавливаются на таком расстоянии, при котором притяжение уравновешивается взаимным отталкиванием их электронных оболочек. Валентная связь, сопровождающаяся практически полным перетягиванием электронной пары одним из атомов и последующим стяжением образовавшихся ионов, называется ионной связью (иначе электровалентной, гетерополярной). Соединение по типу ионной связи происходит в тех случаях, когда реагирующие атомы обладают резко противоположным химическим характером. [c.88]

Выбранный авторами стиль изложения, который мало приемлем (или просто неприемлем) в специализированной литературе, оказывается эффективным для быстрого знакомства с широким кругом явлений на современном уровне. Благодаря этому удалось затронуть или даже подробно обсудить следующие темы (выбранные произвольно, чтобы продемонстрировать их разнообразие) колебательные спектры молекул, строение полиэдрических и полициклических молекул, концепцию отталкивания электронных пар валентной оболочки (ОЭПВО), эффект Яна-Теллера, координату реакции, теорию плотнейшей упаковки, квазикристаллы с некоторыми признаками симметрии пятого порядка. Чаще всего используется такая схема при введении новых понятий даются самые общие и элементарные сведения с ссылками на литературу обзорного характера, далее уровень изложения быстро повышается, становясь более специализированным, и авторы уже ссылаются на узкоспециальные журнальные статьи, преимущественно вышедшие за последние 10-15 лет. Особенно это заметно на примере гл. 3, материал которой наиболее близок к научным интересам авторов. [c.6]

ЭЛЕКТРОННЫЙ ХАРАКТЕР ВАЛЕНТНОСТИ [c.15]

Рассмотрим возможные электронные переходы, которые классифицируют в соответствии с характером валентных электронов. [c.126]

У элементов любой отдельно взятой группы с возрастанием атомного номера происходит увеличение атомного радиуса и соответственно уменьшение электроотрицательности и энергии ионизации. Металлический характер элементов изменяется в зависимости от их электроотрицательности. В семействах неметаллических элементов первый член каждого семейства значительно отличается от остальных его членов. Во-первых, он образует не более четырех связей с другими атомами (т.е. число электронов в валентной оболочке его атома ограничено октетом). Кроме того, он обнаруживает намного большую способность к образованию п-связей, чем более тяжелые элементы той же группы. [c.329]

Как известно, поверхностные атомы кристалла имеют ненасыщенные валентности и поэтому могут вести себя как акцепторы, принимая электроны в валентную оболочку. Это подтверждено исследованиями на чистой поверхности германия. Уровни поверхностных состояний (уровни Тамма) могут расщепляться в зоны. Они перекрываются с зонами объемных состояний, вследствие чего обнаруживается поверхностная проводимость. Кристаллы германия и кремния в обычных условиях всегда окислены с поверхности и на них могут адсорбироваться различные ионы (гл. VI). В зависимости от характера внешней среды и от способа обработки поверхности полупроводника поверхностные состояния могут иметь характер доноров и акцепторов. Если преобладают акцепторные состояния, то при их заполнении электронами создается отрицательный объемный заряд вблизи поверхности. При преобладании донорных состояний может возникнуть положительный объемный заряд. [c.250]

Электронная теория валентности, сформулированная Льюисом в 1916 г. и распространенная на многие системы Лэнгмюром в 1919 г. и другими авторами в течение последующего десятилетия, дала химикам возможность выразить вернеровское понятие валентности с помощью электронных представлений. Основная заслуга в использовании новой теории валентности принадлежит Сиджвику [14] и Лоури [15]. Главные валентности Вернера были интерпретированы как результат электровалентности, или переноса электрона, а побочные рассматривали как проявление ковалентности, или обобщения электронных пар. Главная валентность может быть, а может и не быть ионной. Так, если во внутренней координационной сфере находится отрицательный ион, например ион хлора в комплексе [Сг (МНз)5С1] (N03)2, он может быть связан с атомом металла как главной, так и побочной валентностями. В данном случае ион хлора потерял свой ионный характер. Только нитрат-ионы насыщают главную валентность и поэтому сохраняют свой ионный характер. [c.397]

Кристаллы некоторых элементов, например кремния и германия, отличаются тем, что связь между составляющими их атомами имеет частично ковалентный характер. Поэтому в таких кристаллах электроны из валентной зоны не могут легко переходить в зону проводимости, как в металлах. Между этими двумя зонами существует запрещенная зона, через которую электроны должны перескочить , чтобы попасть в зону проводимости. Такие скачки в подобных твердых телах, которые называются полупроводниками, могут осуществляться лишь в результате некоторого возбуждения, вызываемого, например, облучением светом. При этом происходит разрыв ковалентной связи между соседними атомами и освобождаются электроны. Именно эти электроны переходят в зону проводимости и обеспечивают электропроводность. Выше уже упоминалось, что ковалентная [c.164]

Ответ. 1) Сильно электроотрицательные атомы содержат на внешней оболочке неспаренные электроны (например, Р = 15 , 2 , 2р С1 = 25 , 2р , Зх , Зр5). Когда эти атомы образуют связь с углеродом, то в соответствии с теорией направленных валентностей и принципом максимального перекрывания р-характер валентной связи будет возрастать. Напротив, при образовании связи с электроположительным атомом, имеющим на внешней оболочке х -электрон, увеличивается -характер валентной связи. [c.69]

Б. В. Некрасов предложил делить все гидриды на пять групп солеобразные, переходные, металлообразные, полимерные и. летучие. Не вызывает никаких сомнений тот факт, что в периодической системе переход от гидридов одного типа (ионных или солеобразных) к другому (летучие ковалентные соединения) совершается постепенно, причем по мере приближения к концу периодов состав гидридов переходных металлов утрачивает определенность, гидриды делаются похожими на сплавы переменного состава. Когда внутренняя электронная оболочка атома заполнена, казалось бы, имеются условия для образования гидридов, сходных с гидридами щелочных или щелочноземельных металлов. Однако возможность перехода внутренних электронов в валентную оболочку придает гидридам таких элементов, как медь и цинк, характер, промежуточный между типичными ионными и ковалентными соединениями, а гидриды серебра и золота делает сходными с гидридами переходных металлов. [c.289]

На этой стадии уплотнения начинается резкое изменение характера молекулярной структуры и свойств вещества. Электроны четвертых валентностей атомов углерода (пи-эле ктроны) выходят в пространство между атомными слоями, сложенными в стопку (тогда как в ароматической структуре они прочно фиксированы в ее пределах), и становятся легкоподвижными. Ароматическая структура при этом разрушается и вещество приобретает своеобразные свойства карбоида резко возрастают электропроводность и теплопроводность, уменьшается прозрачность, вещество становится черным. Карбоид не обладает химическими функциями ароматических соединений он не нитруется, не сульфируется, не гидрогенизуется. Его гидрогенизация возможна только при повышенных температурах, когда происходит полная деструкция карбоида с образованием метана. [c.11]

При воздействии светового излучения достаточно высокой частоты наблюдается перенос электронов из валентной зоны в зону проводимости, т, е. генерация. электронно-дырочных пар. Появление дополнительных носителей тока приводит во многих случаях к значительному ускорению электрохимических процессов (к возникновению фототоков), а также к и.зменению характера этих процессов. [c.296]

Теоретическим обобщением этих довольно разрозненных и достаточно эмпирических исследований явилась монография Шта-рка. Предположив сильное влияние электронного строения атомов на величину и характер валентности атомных групп, автор показал, что скорость превращений, т. е. число имеющих место элементарных расщеплений (связей атомов.— В. К-) в секунду тем больше, чем меньше работа разрыва соответствующей части валентного поля [241, стр. 145]. [c.67]

Амплитуда колебаний атомных ядер во много раз (пропорцжо-нально квадратному корню из отнощения масс) меньше, чем электронов. Поэтому атомные ядра, принадлежащие данной молекуле, вместе со всеми своими электронами, кроме валентных (т. е. атомные остовы), связанные направленными межатомными связями, представляют собой довольно резко локализованный остов молекулы. Понятно, что форма молекулы зависит от строения остова, которое в свою очередь определяется характером межатомных связей, их направлением. Но, как мы знаем, направление межатомных связей задается той или иной комбинацией атомных орбита-лей, т. е. пространственной конфигурацией соответствующих электронных волновых функций, связанной с симметрией поля сил между атомным ядром и электронами, Так, в результате коаксиальной -гибридизации трехатомные молекулы галогенидов элементов И группы в газообразном состоянии имеют остов линейной формы. Четырехатомные молекулы, например ВРз, благодаря 5р2-гибридизации приобретают остов, в котором все соединяющие атомные остовы три связи располагаются в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Тетраэдрическое строение остова пятиатомных молекул типа СН4 и ССЦ обусловлено р -гибридизацией к такой же конфигурации остова молекул приводит х -гибриди-зация.. Существуют также октаэдрическая ( р -гибридизация, плоская квадратная 5/7 -гибридизация, тригональная бипирами-дальная ( 5,о -гибридизация, каадратная пирамидальная 5р -гиб-ридизация и др. [c.84]

Зонная теория кристаллов. В зависимости от строения атомов и пр1]роды кристаллических решеток валентная зона и зона проводимости люгут перекрываться или не перекрываться. В случае, когда зоны не перекрываются, между ними имеется энергетический разрыв, который называется запрещенной зоной. В зависимости от характера заполнершя зон вещества подразделяют на проводники, полупроводн1П<и н диэлектрики (рис. 5.25). Различие между металлами и полупроводниками определяется прежде всего энергетическим состоянием электронов проводимости. Оио может быть охарактеризовано шириной запрещенной зоны, т. е. тем количеством энергии, которое необходимо затратить, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости. У металлов сразу же за валентной зоной идет зона проводимости (зона свободных электрон- [c.138]

В атомах элементов, следующих за щелочноземельными металлами в IV и последующих периодах, начинается достройка предпоследнего слоя очередной электрон присоединяется не к внешнему, а к предпоследнему слою, хотя он полностью сохраняет характер валентного электрона. [c.664]

Состав и химическое состояние поверхности имеют очень важное значение, особенно в гетерогенном катализе, когда, как правило, используются смешанные поверхности. Поскольку в катализе широко применяются переходные металлы, целесообразно определить их валентное состояние в изучаемой системе. Наиболее вероятное валентное состояние переходных металлов определяют по магнитной восприимчивости [33], электронному парамагнитному резонансу [34] и спектрам поглощения рентгеновских лучей, тонкая структура которых зависит от химической природы среды, окружающей попы металла [35]. Ионы переходных металлов характеризуются наличием низких энергетических электронных состояний, обусловленных расшенленнем уровней -электронов, характер которого зависит от заряда иона и симметрии возмущающего поля ближайшего окружения. Вследствие [c.424]

Подводя итоги всему сказанному, следует кратко резюмировать, что дает нам изучение молекулярных спектров. Электронные уровни обусловливают тот или иной характер валентных сил молекулы, а также характер ее распада. Колебательные уровни определяют силу связи между атомами и теплоту диссоциации, соответствующую тому или иному электронному уровню. Вращательные уровни дают значения моментов инерции. [c.59]

Прежде чем обсуждать некоторые теории координационной связи следует отметить, что теория — не более чем приближение к дей ствительности. И если бывают из нее исключения, этого еще не достаточно, чтобы обесценить всю теорию. Более вероятно, что исключения указывают на наше неумение давать им удовлетворительные объяснения. Обычно нужно только видоизменять тео-шю таким образом, чтобы эти исключения были ею охвачены Лримером может служить современное состояние метода валент ных связей. Часто одни и те же явления могут быть объяснены двумя или даже более теориями, и тогда мы должны искать более фундаментальную концепцию, общую для обеих теорий, которая будет по всей вероятности лучшим приближением к действительности. Такое положение существует сейчас и с теориями кристаллического поля, и молекулярных орбиталей в их применении к комплексам. На их основе вырос в настоящее время более универ сальный метод, известный как теория поля лигандов. Электронная теория валентности, сформулированная Льюисом в 1916 г. и распространенная на многие системы Лэнгмюром е 1919 г. и другими авторами в течение последующего десятилетия дала химикам возможность выразить вернеровское понятие валентности с помощью электронных представлений. Основная за слуга в использовании новой теории валентности принадлежит Сиджвику и Лаури . Главные валентности Вернера были интерпретированы как результат электровалентности, или пере коса электрона, а побочные рассматривали как проявление ковалентности, или обобщения электронных пар. Главная валент ность может быть, а может и не быть ионной. Так, если во внутрен пей координационной сфере находится отрицательный ион, на пример ион хлора в нитрате хлорпентаамминохрома (И1) Сг(ЫНз)цС1](ЫОз)з, он может быть связан с атомом металла как главной, так и побочной валентностями. В данном случае ион хлора потерял свой ионный характер. Только нитрат-ионы насы щают главную валентность и поэтому сохраняют свой ионный рактер. [c.245]

Квантовая теория дает более богатую и полную картину М. в ее разл. состояниях по сравнению с классич. теорией хим. строения. Она позволяет прежде всего провести классификацию хим. связей в М. на основе того юш иного характера распределения электр0Ш 0Й плотности (ковалентные связи отвечают примерно симметричному распределению электронной плотности валентных электронов между атомами, образующими такие связи ионные связи отвечают сильному смещению этой плотности к одному из атомов), либо исходя из представлений о происхождении той или иной связи (напр., донорно-акцепторная связь), либо по др. признакам (напр., М. с сопряженными связями или М. с распределенным характером связи). Квантовая теория позволяет также учесть изменения состояний, к-рые возникают при переходе от отдельной изолированной М. к в-ву, состоящему из множества взаимодействующих друг с другом М. при заданных внеш. условиях. И хотя строгие исходные положения квантовой теории требуют, чтобы рассмотрение, напр., двух взаимодействующих М. (N3 -Н N , N -Ь Н О и т.п.) велось для единой системы, включающей все ядра и электроны этих двух М. одновременно (в силу требований перестановочной симметрии для электронов, подсистем тождеств, ядер и др.), все же методы квантовой теории позволяют во мн. случаях сохранять представления об [c.108]

Говоря об отнесении элементов к различным группам, следует также упомянуть об одном общем способе классификации их химических свойств, которые зависят от того, к какому типу относятся электроны в валентной оболочке атомов. По этому признаку все элементы подразделяются на три типа в зависимости от характера так называемого дифференцирующего электрона у их атомов. Дифференцирующим называется электрон, которого еще не было у атомов элемента с предшествующим порядковым номером характер дифференцирующего электрона определяется его квантовыми числами. Например, дифференцирующим электроном в атоме зЪ1 является 25-электрон, а в атоме 15Р Зр-электрон. Элементы с дифференцирующими х- или р-элек-тронами называются непереходными (типическими ) элементами. В их валентной оболочке имеются только 5- и р-электроны. К непереходным относятся все элементы периодической системы из групп А, а также элементы группы ПБ. Элементы с дифференцирующими /-электро-нами называются переходными элементами они обладают валентными х- и -электронами и охватывают все группы Б периодической системы, за исключением группы ПБ. Наконец, элементы с дифференцирующими /-электронами называются /-элементами (внутренними переходными элементами) все они относятся к группе П1Б и перечислены в нижней части таблицы на рис. 6.2. Некоторые ученые считают необходимым относить семейство благородных газов, образующих нулевую группу, к отдельному, четвертому типу элементов вместо того, чтобы рассматривать их как непереходные элементы. [c.92]

Преимущественное существование структуры (А) или структуры (В) зависит от электронного характера R и X. Так, повышенная электроотрицательность К или X приведет к большему вкладу структуры (В) и, в соответствии с этим, к существенному увеличению частоты валентных колебаний связи С==0 и ее укорочению. Действительно, сопоставление длин связей С-Х и С=0 в ацетилгалогенидах, метилгалогенидах и ацетальдегиде с суммой ковалентных радиусов атомов (табл. 3) свидетельствует, что во всех ацетилгалогенидах длина связи С-Х больше суммы ковалентных радиусов С и X, причем это различие возрастет при переходе в ряду X = С1 < Вг < I. Длина связи С=0 отличается от суммы ковалентных радиусов С и О на 0.02-0.04 а, тогда как в ацетальдегиде она соответствует этой сумме. [c.19]

ПИКОВ (напри.мер, переход 2р- 8 в меди). Это означает, что в металлической меди 2р- и )5-орбитали ивляются дискретными атомными орбиталями. Переходы е участием внешних валентных электронов регистрируюгся в ви.те широких полос, особенно в спектрах металлов. Это означает, что валентные электроны характери, уются широким спектром энергий, и, следовательно, электроны находятся на делокализованпы.х уровнях в энергетических зонах. [c.67]

Электронография основана на явлении дифракции электронов на ядрах атомов. Метод применяется для изучения структуры различных веществ в газообразном состоянии. Дифракционная картина взаимодействия быстрых электронов с неществом фиксируется на фотопластинке в виде электронограммы. Она состоит из центрального пятна, образованного неотклонивщимися электронами, и колец различной интенсивности, являющихся результатом действия рассеянных электронов. Характер колец и их интенсивность обусловлены строением исследуемого соединения. Расшифровка электронограмм путем использования определенных математических соотношений дает возможность установить геометрическую форму, расположение атомов, межъядерные расстояния и валентные углы несложных молекул. В случае сложных соединений применение электронографии затруднено. > [c.512]

Спектры переноса заряда, находящиеся на другом конце шкалы, должны быть широкими, поскольку они включают обычно орбиты, рассредоточенные по всей молекуле, являющиеся, как правило, либо связываю-ЩИА1И, либо разрыхляющими. Ширина полос переноса заряда редко оказывается столь большой, как приведенная выше для окиси азота, поскольку, когда речь идет о комплексах, один электрон представляет собой столь небольшую часть всей электронной структуры валентной оболочки, что любые эффекты, обусловленные связывающим или разрыхляющим характером, при возбуждении этого электрона играют гораздо меньшую роль, чем в двухатомной молекуле. [c.257]

Галогены—типичные металлоиды. Элементы же подгруппы марганца— металлы. Это резкое различие объясняется своеобразием структуры электронных оболочек атомов. Атомы галогенов на внешнем электронном слое содержат 7 электронов. Это обусловливает их металлоидный характер при присоединении добавочных электронов они способны образовать отрицательно валентные ионы, давать водородистые соединения типа HR, водные растворы которых обладают кислотными свойствами, и т. д. Атомы элементов подгруппы марганца на внешнем слое имеют 2 электрона. Отрицательно валентных ионов образовать они не могут, водородистых соединении не дают. Но в высших кислородных соединениях элементы подгруппы марганца положительно семивалентны, образуют кислотные окислы состава RgO, (например, MngO,— марганцевый ангидрид). В этом отношении они аналогичны элементам главной подгруппы—галогенам, которые в высших кислородных соединениях тоже положительно семивалентны (например, lgO,—хлорный ангидрид). Но атомы галогенов в этом случае отдают 7 электронов, составляюших внешний слой, а атомы элементов подгруппы марганца отдают 2 электрона внешнего слоя и 5 электронов ближайшего внутреннего. Для примера приводим с птветствуюш,ие электронные схемы для марганца [c.370]

Две системы полос при 3400, 3320 см и при 3365, 3280 см были обнаружены в спектре аммиака, адсорбированного на пористом стекле (Кант и Литтл, 1964). Две высокочастотные полосы поглощения принадлежат физически адсорбированным молекулам аммиака, участвующим в образовании сильной водородной связи с поверхностными гидроксильными группами. Они легко и п(JЛHo тью удаляются с поверхности образца вакуумированием при комнатной температуре (см. рис. 56). Две низкочастотные полосы поглощения принадлежат хемосорбированному аммиаку, который не удаляется с поверхности вакуумированием при 150°. С удалением высокочастотных полос исчезали спектральные признаки наличия водородной связи. Частоты и относительные интенсивности этих систем полос аналогичны полосам поглощения аммиака в неполярных растворителях (табл. 45). Предполагали, что хемосорбированный аммиак образует координационную связь с поверхностью через свободную пару электронов атома азота. Было очевидно, что образование координационной связи с поверхностью мало влияет на характер валентных колебаний водород — азот. Эта точка зрения подтверждается сходством спе1 тра адсорбированного аммиака со спектром комплекса ВРз. Таким образом, не имея сведений о прочности связи адсорбированных молекул с поверхностью, трудно отличить физическую адсорбцию от хемосорбции на основании одних только спектроскопических данных. [c.363]

Атомы металла, входящего в состав металлофлавопротеидов, легко изменяют, воспринимая или теряя электроны, свою валентность. Таким образом, наличие металла в составе этой группы фшавиновых ферментов придает им характер своеобразных переносчиков электронов и тем сближает их с цитохромами (стр. 232). [c.231]

Все явления координации представляют собою результат образования связи атома-донора, обладающего необобщенными электронами, с атомом-акцепторо.м с неполной валентной оболочкой. Не имеет существенного значения, принадлежит ли необобщенная пара нейтральной молекуле или иону. Но когда оба реагирующих вещества являются ионами, мы вновь возвращаемся в область обычной ковалентной связи, лишенной семиионного характера типичной координационной связи. В настоящее время имеются основания думать, что существуют случаи, когда валентная оболочка может вместить более октета электронов, свойственного валентным оболочкам благородных газов, заканчивающих каждый период Менделеевской таблицы. Так, OsFg имеет, повидимому, 16 электронов в валентной оболочке осмия, а SFg имеет 12 электронов в оболочке серы. Следуя правилу октетов, мы могли бы объяснить приведен- [c.59]

В атомах элементов подгруппы хрома продолжается достройка предпоследнего электронного слоя. Сверхоктетные электроны этого слоя сохраняют вместе с электронами внешнего слоя характер валентных электронов, вследствие чего все три элемента этого семейства хром, молибден и вольфрам, способны проявлять валентность, равную 6 для молибдена и вольфрама эта валентность особо характерна. [c.674]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология