Распределение электронов в молекулах

Подобно тому как степени окисления создают основу для метода учета электронов, при котором все связи рассматриваются как чисто ионные, формальные заряды могут рассматриваться как основа для подобного же метода, в котором все связи предполагаются чисто ковалентными, т.е. электроны, принадлежащие всем связям, распределяются поровну между двумя атомами независимо от разности электроотрицательности между ними. Такая точка зрения хороша тем, что она показывает условный характер каждого подхода, по своему полезного для понимания истинного распределения электронов в молекулах. Раздел, посвященный кислотности кислородсодержащих кислот, является хорошей иллюстрацией использования метода формальных зарядов. [c.575]

Самыми существенными силами второго порядка являются не силы, обусловленные искажением электронных оболочек за счет взаимодействия между постоянными электрическими моментами, а силы, вызванные более тонким искажением распределения электронов в молекулах за счет их взаимодействия. Характер образующихся связей обусловлен механизмом кулоновского взаимодействия между электронами и ядрами двух молекул. В отличие от индуцированных сил эти силы существуют также и в случае взаимодействия сферически симметричных частиц, причем в этом смысле они являются универсальными. Фундаментальное квантовомеханическое объяснение природы этих сил с точки зрения электронных связей впервые было дано Лондоном [60]. Он отметил также, что электронные связи наиболее существенны для сил второго порядка, вызывающих рассеяние света. Эти силы обычно называются лондоновскими или дисперсионными силами. Ниже будет дано простое полуклассическое объяснение природы этих сил, которое не следует рассматривать как строгое. Такое объяснение оказывается полезным при физической интерпретации некоторых этапов математической обработки. [c.199]

Это просто цепочка атомов углерода, образовавшаяся в результате полимеризации ацетилена Н — С=С — И. Однако на этой схеме не отражено распределение электронов в молекуле. А именно от них зависят электропроводные свойства материала. [c.128]

Важно иметь в виду, что с резонансом не связано какое-либо смещение или осцилляция электронов в предельных структурах. Предельные формулы не имеют физического смысла. Они вводятся лишь для того, чтобы изобразить распределение электронов в молекуле, так как обычными структурными формулами его описать невозможно. [c.55]

Помимо постоянного / -эффекта в молекуле в ходе реакции может возникнуть дополнительное смещение электронов в результате изменения окружающей среды — динамический индукционный Или индуктомерный эффект / . Этот эффект отражает поляризуемость молекулы. Для понимания процесса химического превращения необходимо знать, с какой легкостью изменяется распределение электронов в молекуле. Поляризуемость электронов в молекуле проявляется в оптических свойствах и обусловливает молекулярную рефракцию вещества. Суммарное значение поляризуемости для молекулы не отражает того факта, что в действительности она пространственно анизотропна это имеет важное значение при объяснении протекания реакций, поскольку в химических процессах наиболее существенны сдвиги электронов, совершающиеся вдоль линий связи. Значение оптической поляризуемости по осям координат для молекулы хлорбензола показано на схеме [c.66]

Рис. 3. Распределение электронов в молекуле воды

Рис. 53 дает примеры распределения электронов в молекулах СН4, NHз, Н О, НЕ. [c.108]

Рис. 53. Распределение электронов в молекулах СН4, ННз, НаО, НР

Различие в связях с атомом азота двух атомов кислорода не наблюдается. Нитрогруппа резко полярна и существенно влияет на распределение электронов в молекулах. Так, нитрогруппа, введенная в бензольное кольцо, активизирует атомы углерода, расположенные относительно нее в л ега-положении [c.465]

Рассмотрение химических связей в методе МО заключается в распределении электронов в молекуле по ее орбиталям. Последние заполняются в порядке возрастания энергии и с учетом принципа Паули. [c.91]

В заключение можно отметить, что имеется ряд попыток объяснить многие реакции фурановых веществ с помощью представления о смещении электронной плотности в цикле. Так например, Хьюз (205) считал возможным следующим образом изобразить распределение электронов в молекуле фурана для случаев наиболее типичных для него реакций присоединения в положение 1,2 и 1,4 [c.30]

Рис. 6.1. Распределение электронов в молекуле водорода и двух атомах водорода. Расстояние между двумя ядрами в этой молекуле равно 74 пм.

Язык современной химии широко развивается с начала XX ст. и со времени формулировки атомной теории. Современное понимание структуры молекул и их реакционной способности основано на анализе распределения электронов в молекулах, изменений распределения в ходе химических процессов и энергий, связанных с этим распределением. В 20-е годы современная квантовая теория впервые дала основу для количественного описания свойств молекул. Однако вплоть до 60-х годов нельзя было сказать, что расчеты уровней энергии молекулярных электронов, основанные на этой теории, опробованы строгим сопоставлением с экспериментальными данными. Такая возможность появилась в результате совпадения (в пределах ошибок эксперимента) вычисленных и измеренных значений энергии диссоциации молекулы водорода. [c.8]

Структура Льюиса. Изображение молекулы (или иона), при котором наибольшее возможное число атомов (за исключением водорода) получает восемь внешних электронов (октет). Структура Льюиса является прекрасным способом изображения распределения электронов в молекулах, не считая метода резонанса. Некоторые нз структур Льюиса показаны ниже [c.72]

Резонансное распределение электронной плотности в молекуле пиррола приводит к возникновению частичного отрицательного заряда на атомах углерода и частичного положительного заряда на атоме азота. Несомненно, что индуктивный эффект атома азота имеет обычную направленность, т. е. электронная плотность смещена от атомов углерода к атомам азота. Таким образом, распределение электронов в молекуле пиррола определяется балансом между двумя противоположно направленными эффектами, причем мезомерный эффект оказывает более сильное влияние. Длина связи С(3)-С(4) в пирроле гораздо больще, чем длины связей С(2)-С(з> и С(4)-С(5), и заметно меньше, чем длина нормальной одинарной связи, что согласуется с вкладом канонических форм 34-37 в строение пиррола. Поскольку в пятичленных гетероциклических соединениях типа пиррола электронная плотность смещена от гетероатома к атомам углерода, такие гетероциклические соединения относят к электроноизбыточным или л-избыточным гетероциклам. [c.21]

В 1930-х годах Дьюар предложил рассматривать распределение электронов в молекуле бензола как суперпозицию (усредненное состояние) [c.137]

Истинное распределение электронов в молекуле не соответствует ни одной из этих формул оно является промежуточным между граничными (предельными) структурами. [c.14]

Решение. Распределение электронов в молекуле СС можно представить с помощью электронной формулы (рис. 3.1). Вокруг центрального атома углерода расположены четыре группы электронов — четыре электронные пары, образующие ковалентные связи. Поскольку одноименные заряды отталкиваются, эти группы электронов располагаются так, чтобы быть на максимально возможном удалении друг от друга. [c.33]

Прямое рентгенографическое определение геометрии азулена имеет тройной интерес 1) неоспоримо подтверждает химически хорошо установленную топологию азуленового ядра 2) устанавливает расположение молекул азулена в кристалле, что интересно в связи с термодинамическими свойствами азулена (см. раздел III-3) 3) дает сведения о распределении электронов в молекуле, о межатомных расстояниях и валентных углах. Эти сведения могут служить контролем результатов теоретических расчетов. [c.208]

В 1930-х годах американский ученый М. Дьюар предложил рассматривать распределение электронов в молекуле бензола как суперпозицию (усредненное состояние) целого ряда структур. Было предположено, что реальная структура бензола лучше всего описывается набором из нескольких десятков резонансных структур. Чтобы не усложнять изложение, здесь приведены лишь пять резонансных структур 1-5, которые вносят наибольший вклад в структуру резонансного гибрида 6 бензола. [c.382]

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ В МОЛЕКУЛАХ [c.117]

Распределение электронов в молекулах 121 [c.121]

Распределение электронов в молекулах 123 [c.123]

Распределение электронов в молекулах 125 [c.125]

Распределение электронов в молекулах 127 [c.127]

Распределение электронов в молекулах 131 [c.131]

Распределение электронов в молекулах 133 [c.133]

Распределение электронов в молекулах 135 [c.135]

Одни из заместителей, ориентирующих главным образом в иета-положение, например группа [К(СНз)з+], явно обладают положительным зарядом другие, тоже относящиеся к заместителям П рода (NO2, N, СООН, СНО, SO3H и т. д.), вероятно, влияют на распределение электронов в молекуле бензола аналогичнгмм образом. С другой стороны, заместители, ориентирующие преимущественно в орто- и пара-положение (ОН, галоиды, СНз, NHA и т. д.), согласно электронной теории, вызывают такое смещение электронов, какое должны вызывать электронодонорные группы. [c.517]

ПОЛЯ на ориентацию ядра в молекуле. Величина этого эффекта экрани-рования пропорциональна напряженности возбуждающего поля Однако она зависит также от распределения электронов в молекуле и от ее геометрии. Вот почему аафиксированные в спектре эффекты дают непосредственную информацию о характере связей соответствующих ядер в молекуле и позволяют, например, делать выводы о структуре соединения. В таком случае эффективное поле, воздействующее на ориентацию ядра, составляет НеЦ = Н аН = НА1-а). (5.4.11) [c.255]

Это соединение отличается удивительно высокой для углеводородов величиной дипольного момента (6,30 для гексафенил 5амещеи-ного). Если бы распределение электронов в молекуле калицена правильно отображалось структурой Х а, его дипольный момент был бы близок к нулю. Столь большое значение дипольного момента определяется смещением электронной плотносги с трехчленного кольца, стремящегося оставить на орбиталях лишь два л-электрона, иа пятичленное, охотно приобретающее шестой электрон, недостающий до секстета. Подобная поляризация объясняет высокие дипольные моменты илидов, например циклопентадиенилиденовых производных (XX), шестичленных гетероциклов (XXI) и др. [c.269]

Рассмотрение химических связей в методе МО заключается в оиисапнн распределения электронов в молекуле по молекулярным орбиталям. Молекулярные орбитали, как и [c.56]

Ковалентная связь, как известно из химии, обладает свойством насыщения. Это Означает, что, как только молекула образована, она уже не может присоединять (связывать) новые атомы водорода. Действительно, до тех пор, пока третий атом водорода (рис. 11) находится на расстоянии, превышающем равновесное расстояние в молекуле водорода, мы можем рассматривать молекулу На как целое, отвлекаясь от того, что она состоит из двух атомов. На основании сказанного выше распределение электронов в молекуле Нг соответствует синг-летному состоянию с двумя электронами, образующими пару с антипараллель-ными спинами. Если электрон атома Н будет обменен с электроном 1 молекулы Н , то возникнет состояние молекулы, в котором оба электрона будут иметь одинаковые направления спинов, и, согласно (19а), молекула распадется. Следовательно, электрон атома Н может быть обменен только с тем электроном [c.37]

Очевидно, что атом углерода при связывании с четырьмя другими атомами не использует одну освободившуюся 25-орбиталц и три 2р-атомные орбитали, поскольку это должно было бы приводить к образованию трех взаимно перпендикулярных связей (с тремя 2р-орбиталями) и одной отличной от них, не имеющей направления связи (со сферически симметричной 25-орбиталью), чего в действительности нет. В таком -соединении, как, например, метан, все четыре СН-связи, как известно, тождественны и расположены симметрично (тетраэдрически) одна по отношению к другой под углом 109°28 Это можно обг/ясиить тем, что одна 25- и три 2р-атомные орбитали объединяются с тем, чтобы образовать четыре новые идентичные орбитали, способные давать более прочные химические связи (см. стр. 21). Эти новые орбитали известны под названием 5/> -гибридных атомных орбиталей, а их возникновение называют, соответственно, гибридизацией. Следует, однако, иметь в виду, что вопреки приведенной выше схеме гибридизация не есть реально протекающий физический процесс термин гибридизация отражает лишь используемый нами способ рассмотрения реального распределения электронов в молекуле, который состоит в том, что реальные орбитали мы рассматриваем как результат объединения 5- и р-орбиталей. [c.20]

Реальность такого распределения электронов в молекуле бензола подтверждается тем, что все углерод-углеродные связи в бензоле имеют точно одинаковую длину (1,397А), т. е. молекула бензола представляет собой правильный шестиугольник, расстояния между томами углерода в котором лежат между значениями длин простой (1,54А) и двойной (1,ЗЗА) углерод-углерод-ных связей. Для того чтобы подчеркнуть равноценность всех углерод-углеродных связей в молекуле бензола, ее изображают не формулой Кекуле, которая предполагает неравноценность этих связей, а формулой 1Ха [c.31]

Резонанс приводит к возникновению частичных отрицательных зарядов на атомах углерода и частичного положительного заряда на лтоме азота, равного сумме частичных отрицательных зарядов на лтомах углерода, как показано ниже (33). С другой стороны, индуктивное влияние атома азота вызывает поляризацию а-связей Скелета по направлению к азоту (34). Таким образом, распределение электронов в молекуле пиррола обусловлено действием двух противоположно направленных эффектов мезомерный эффект, но-видимому, имеет преобладаюпхее значение. [c.17]

Распределение электронов в молекуле (которое определяет как химические свойства, так и силовые постоянные связей) зависит от многих факторов одни из них известны, другие нет. Предпринимались попытки разделять электронные взаимодействия на индуктивные, резонансные и эффекты поля для атомов (или групп) на основании химического и физического поведения молекул, содержащих эти группы. Были созданы различные шкалы реакционной способности, в которых замещающим группам или атомам приписывались некоторые относительные величины. Эти величины полезны для предсказаш1я скоростей и равновесий реакций новых молекул [171]. [c.160]

Необходимо еще раз отметить,что любая попытка использования имеющихся расчетов электронной плотности молекулы пурина для предсказания химических реакций должна быть сделана с большой осторожностью. Наличие различных функциональных групп, естественно, изменяет распределение электронов в молекуле. Был выполнен расчет электронной плотности для енольной формы мочевой кислоты [22]. Наиболее реакционноспособным центром по отношению к электрофильным и радикальным реакциям оказался углерод в положении 8, а наиболее подверженным нуклеофильной атаке — 6-углеродный атом ядра. Такого типа сведения представляют для химика органика не больше чем академический интерес, так как мочевая кислота существует исключительно в кето-форме и до сих пор не известно замещение оксигрупп электрофильными или нуклеофильными реагентами. Можно надеяться, что будут предприняты расчеты таких реакционноспособных молекул, как 2,6,8-трихлорпурин, и химики смогут экспериментально проверить полученные результаты. Вполне возможно, что в будущем расчеты электронной плотности азотсодержащих гетероциклических систем удастся экспериментально проверить, коррелируя данные магнитного резонанса на ядрах С с величинами электронной плотности на атомах углерода. Такие надежные данные могут иметь большое значение при изучении химической реакционной способности соединений. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология