Атомность (валентность) атомов в молекуле

Поворотным пунктом в развитии теории химии и органической химии, в частности, явился Первый международный конгресс химиков, который проходил Е 1860 году в г. Карлсруэ. С этих пор в химию прочно вошли достаточно строгие определения понятий атом, молекула, эквивалент, атомный и молекулярный вес, валентность. Начала свою жизнь теория валентности, возникновение которой в [c.15]

Атом-атомные потенциальные функции зависят от валентного состояния взаимодействующих атомов. При использовании адсорбционных данных вьппе были получены потенциальные функции (Х,5), (Х,6), (Х,15)—(Х,17) межмолекулярного взаимодействия с атомом С графита атомов Н и атомов С в разных валентных состояниях молекул углеводородов. На основании этих потенциальных функций можно оценить потенциальные функции взаимодействия атомов С...СиН...Св других валентных состояниях. В частности, для потенциальных функций взаимодействия атомов С (алкан). .. С (алкан) и Н. . . С (алкан) на основании потенциальных функций (Х,5), (Х,6), (Х,15)-(Х,17), получаем [c.346]

А. М. Бутлеровым рассматривается и второй важный пункт теории— вопрос о числе химических связей, которые может осуществлять данный атом, входящий в молекулу, с другими, т. е. вопрос об атомности (валентности) атомов в молекуле. [c.26]

Представления о соединительной силе , или валентности, атомов, объяснение понятий атом , молекула , атомный вес и эквивалентный вес , а также идея о возможности образования связей между атомами углерода — вот те основные предпосылки, которые имелись к началу 1860-х годов для объяснения структуры одного из важнейших углеводородов — бензола. [c.63]

Благодаря У. с. и на основе закона Авогадро удалось разграничить понятия атом, молекула, эквивалент, выработать правильное представление о валентности и исправить атомные веса ряда элементов. У. с. утвердилась в химии после международного химич. конгресса в Карлсруэ в 1860 и составила основу атомно-молекулярного учения. [c.171]

Однако во многих случаях при рентгено-, или электроно-, или спектроскопических измерениях получаются еще более короткие межатомные расстояния. Причиной этого считают нелокализованную валентность, которая заключается в том, что отдельные валентные электроны не фиксируются на отдельных атомах или атомных группах, но могут менять свое место в молекуле. Речь идет о тех же свойствах, которые обусловливают квантово-механическую обменную силу при ковалентности. Но вследствие переноса электрона на другой атом молекулы образуются мезомерные формы, которые можно выразить в предельном состоянии при помощи положительных и отрицательных зарядов. Отдача электрона происходит или от свободной пары электронов или от р-электронов я-связи [c.41]

За силовые центры сложной молекулы обычно выбирают атомы, а за силовые центры твердого тела при определениях Ф, как правило, принимают атомы или ионы. Входящие в молекулу и твердое тело атомы или ионы в гораздо большей степени, чем валентные связи, можно рассматривать как изотропные, что позволяет принять, что атом-атомные или атом-ионные потенциалы межмолекулярных взаимодействий зависят только от расстояний между центрами атомов и ионов. Это значительно упрощает расчеты. Изотропные атом-атомные или атом-ионные потенциалы в большинстве случаев хорошо описывают межмолекулярные взаимодействия и взаимодействия молекула — твердое тело. Однако в некоторых случаях для правильного описания этих взаимодействий приходится учесть анизотропию этих потенциалов [241, 243, 248, 249]. [c.88]

Итак, эволюция, научное обоснование и конкретизация атомно-молекулярного учения — это основная доминирующая черта развития химии в XIX в. Менее чем за сто лет атомно-молекулярное учение в процессе своего усложняющегося развития обогащает все естествознание фундаментальными законами (закон Авогадро, закон атомной теплоемкости, закон периодичности и др.) и такими важными понятиями, как атом, молекула, ион, радикал, изомерия, гомология, валентность, химическая связь, электрон. [c.349]

В гетероядерной двухатомной молекуле АВ, где В-более электроотрицательный атом, чем А, связывающая молекулярная орбиталь содержит больший вклад атомной орбитали атома В, а разрыхляющая молекулярная орбиталь больше напоминает атомную орбиталь атома А. Если разность электроотрицательностей атомов А и В очень велика, как, например, в КР, валентные электроны локализуются на более электроотрицательном атоме (в данном случае Р) и представление о ковалентной связывающей орбитали теряет свой смысл. В такой ситуации правильнее говорить об ионной структуре К Р . Большинство гетероядерных двухатомных молекул имеют промежуточный характер связи между ионными парами и ковалентно связанными атомами другими словами, они имеют частично ионный характер связи и могут описываться структурами А В . [c.544]

По мере перехода к молекулам, центральный атом в которых имеет все большие размеры, электроны на валентных орбиталях в среднем располагаются все дальше друг от друга. Поэтому межэлектронные отталкивания оказывают все меньшее влияние на форму молекул. Например, атом серы имеет больший эффективный размер, чем атом кислорода, а атомные спектры свидетельствуют о том, что межэлектронное отталкивание для валентных орбиталей серы значительно меньше, чем для валентных орбиталей кислорода. По-видимому, по этой причине валентный угол Н—S—Н в молекуле сероводорода H S равен 92°, что намного ближе к значению 90% предсказываемому в рамках модели связывания, основанной на перекрывании (Зр + lsl-орбиталей (рис. 13-17). Очевидно, отталкивание двух связывающих электронных пар в H2S значительно меньше отталкивания двух связывающих электронных пар в HjO. [c.564]

Конечно, тут открывается большой простор для фантазии теоретика (деформируй отдельные электронные облака атомов молекулы так, или почти так, как хочешь, благо математика это позволяет ). Можно сосредоточить (локализовать) электронную плотность частично на атомах (в виде электронных пар внутренних оболочек атомов или неподеленных электронных пар валентной оболочки), а частично на химических связях (локализация электронов в поле двух ядер отвечает двухцентровому взаимодействию атом — атом, которое описывается классической символикой валентного штриха), а можно пользоваться и делокализованными орбиталями, охватывающими в принципе все атомные ядра молекулы. Разумный теоретик стремится воспользоваться этой свободой для того, чтобы построить модель, приемлемую для химика и пригодную для описания данного класса свойств. [c.210]

Для характеристики валентного состояния атома и исследования анатомии химической связи нужно научиться распределять электронную плотность мо лекулы по образующим ее атомам (если уж мы допускаем, что атом хотя бы отчасти сохраняет в молекуле свою индивидуальность). Задача эта, вообще говоря, не простая — она осложняется наличием перекрывания АО в молекуле и только в ортогональном атомном базисе имеет однозначное решение. В этом случае условие (93) принимает вид [c.219]

Рассмотрим теперь математическое представление реактантов, учитывающее явление геометрической изомерии. Отметим сразу, что современные формулы строения химических веществ непригодны для проведения расчетов на ЭВМ химических реакций, так как их нельзя непосредственно ввести в оперативную намять ЭВМ или записать на внешние носители информации. Далее, для этой цели нецелесообразно использовать и векторное представление молекул, которое строилось на основе их брутто-формул. Следовательно, требуются дальнейшие обобщения, связанные с представлением молекул в виде матриц определенной размерности, равной числу содержащихся в молекуле атомов. При формировании элементов этой матрицы, называемой В-матрицей, учитывается, что каждый атом состоит из атомного остова, составленного из ядра атома и внутренних электронов и имеющего некоторый формальный заряд, и электронов валентной оболочки. Последние менее сильно связаны с атомным остовом и участвуют в образовании химических связей. [c.174]

Уравнение (14.20) представляет собой МО-аналог выражения валентных схем Таунса и Дейли [9], о котором сообщалось ранее. Их подход основывается на следующих аргументах. Поскольку х-орбиталь сферически симметрична, электронная плотность на этой орбитали не создает градиента поля, а поскольку электроотрицательность исследуемого атома не является минимальной по сравнению с другими атомами в молекуле, максимальный градиент поля на этом атоме представляет собой атомный градиент поля создаваемый одним электроном, находящимся на р -орбитали изолированного атома. Если исследуемый атом более электроотрицателен, чем атом, с которым он связан, атом с квадрупольным ядром окружен в молекуле большей электронной плотностью, чем изолированный атом. Электронная занятость р-орбиталей атома с квадрупольным ядром в молекуле e Qq и параметр (который определяется из спектра ЯКР рассматри- [c.272]

ВС-метод. В методе валентных связей результаты работы Гейтлера и Лондона обобщены и распространены на многоатомные молекулы. Поэтому характерные особенности двухэлектронной связи в молекуле На перенесены на связи в многоатомных молекулах типа СН4 и др. Принимается, что каждая связь осуществляется парой электронов с антипараллельными спинами, локализованной (сосредоточенной) между двумя определенными атомами. При этом атомные орбитали двух электронов перекрываются. Представление о локализованной паре электронов является квантовомеханическим аналогом более ранней идеи Льюиса о связи как о паре электронов, общей двум атомам. Уже на заре теории химического строения возникло и широко используется химиками по сей день понятие валентности атома. Каждому атому в соединении приписывалось определенное целое число единиц сродства к другим атомам. Это число и называлось валентностью. [c.56]

Рассмотрим молекулу метана — простейшего органического соединения. Атом С находится в центре тетраэдра, атомы Н — в вершинах последнего. Все расстояния С—Н одинаковы, углы НСН равны 109 28. Для метана, как и для воды, молекулярные орбитали многоцентровые. Если записать их как линейные комбинации атомных орбиталей, надо учесть четыре 15-АО водородных атомов д, 5в, 5с и о и четыре внешние орбитали атома углерода 2 , 2р , 2ру и 2р , всего восемь АО (1 -электроны углерода сохраняют атомный характер). Молекулярных орбиталей образуется также восемь четыре связывающих, на которых в основном состоянии молекулы разместятся восемь валентных электронов и четыре разрыхляющие, свободные от электронов. Это обеспечивает высокую стабильность молекулы СН4. Все восемь молекулярных орбиталей метана можно изобразить одной формулой (для упрощения опустим коэффициенты при АО) [c.99]

Унитарные представления о природе химических сил были развиты Кекуле. Он назвал эти силы насыщаемыми силовыми лучами , которые можно символически обозначать крючками или черточками (Эрленмейер). Каждому атому присуща своя атомность , или валентность, которые указывают на количество его связей устойчивыми являются те молекулы, в которых не осталось неиспользованных валентностей. Характер валентных сил физика того времени еще не могла объяснить, но, тем не менее, с помощью этих представлений уже можно было описывать природу и превращения органических молекул. Едва ли какие-нибудь другие теории в естествознании были столь плодотворны для изучения и систематики колоссального экспериментального материала, как теория валентности Кекуле. Именно поэтому она долгое время находила почти неограниченное применение. [c.23]

Как мы знаем, все твердые вещества как кристаллического, так и непериодического строения имеют остов, вид и мерность которого определяют строение вещества. Атом представляет собой систему, состоящую из валентных электронов и атомного остова. Атомное ядро отклоняется от положения равновесия весьма незначительно и практически локализовано внутри атома, тогда как валентные электроны совершают колебания с амплитудой, равной междуатомным расстояниям. Поэтому по местонахождению ядер можно определить, какое положение занимают данные атомы в молекулах и кристаллах. Зная, что степень перекрывания волновых функций достигает максимума при сближении атомов на определенное расстояние (речь идет о средних межатомных расстояниях в твердом теле, которые могут быть найдены, например, рентгеноструктурным методом) и резко уменьшается на несколько большем расстоянии, можно точно установить, какие атомы связаны между собой химическими связями. Химические связи между атомами в формулах химических соединений принято обозначать черточками. Например, хотя в молекуле дело- [c.60]

Некоторые молекулы, хотя они на первый взгляд являются валентно насыщенными системами, так как их валентные электроны попарно заселяют молекулярные орбитали, отнюдь не лишены способности соединяться химическими связями с другими молекулами, не разрывая при этом своих собственных межатомных связей. Одни из этих молекул для этого должны иметь незанятые валентные орбитали, а другие — неподеленные пары электронов. Таким образом, одни молекулы проявляют способность присоединять другие молекулы до тех пор, пока не будут заняты все их валентные орбитали. Как известно, р -орбиталь бора не занята в молекуле ВРз. Поэтому эта молекула присоединяет молекулу аммиака, атом азота которой имеет на валентной орбитали одну пару неподеленных электронов, причем образуется донорно-акцеп-торная связь, почти ничем не отличающаяся от других ковалентных связей. Следовательно, нет оснований называть подобные соединения молекулярными комплексами — это настоящие атомные, а не молекулярные соединения. Связи подобного типа с донорами электронов могут образовать также молекулы — соединения бериллия, алюминия и др. В молекулах типа ВеРг имеются две незанятые валентные орбитали. Благодаря этому фторид бериллия присоединяет две молекулы диэтилового эфира, кислород которого служит донором электронов. Если в молекулах имеются незанятые валентные орбитали и недостаточное количество электронов для их нормального заселения парами электронов, как, например, в молекулах бороводородов, то эти молекулы в ряде случаев соединяются друг с другом путем делокализации всех валентных электронов между всеми молекулярными орбиталями, в результате чего все они оказываются частично заселенными электронами и между молекулами образуются настоящие химические связи. Это относится не только к взаимодействию молекул диборана с образованием высших боранов, но и к конденсации атомов металлов, в результате которой получаются твердые металлы. Атомы металлов также имеют незаселенные валентные орбитали, которые при конденсации сливаются в валентную зону и таким образом становятся достоянием всех валентных электронов. [c.88]

Оц и Оз, N2 и т. д.). В кристаллических структурах неметаллов в большинстве случаев также можно выделить отдельные группировки атомов, подобные молекулам (Ji , Р4, Аз, За). Этим структурам присуще следующее общее свойство число атомов соседей, с которым связан каждый атом в кристаллической решетке, равно валентности элементов. Так, атомы йода в кристаллах йода связаны попарно, и кристаллический йод подобно жидкому и газообразному состоит из двухатомных молекул кристалл серы построен из циклических молекул 83, в которых каждый атом серы связан с двумя ближайшими соседями. В структуре алмаза выделить какие-то группировки атомов, подобные молекулам, нельзя, тем не менее каждый атом углерода в структуре алмаза связан с четырьмя ближайшими соседями. Связь в кристаллических решетках неметаллов носит ковалентный (атомный) характер и осуществляется общими для двух связываемых атомов электронными парами. [c.108]

Атомный остов и валентные электроны. В предыдущей главе мы рассматривали атом как изолированную систему — так, как если бы он в единственном числе находился в абсолютном вакууме, вне всяких внешних влияний. В действительности же мы обычно имеем дело с макротелами (твердыми, жидкими или газообразными), которые представляют собой комплекс множества взаимодействующих между собой ядер и электронов, в сумме образующих более или менее стабильное макротело. Эта внешняя стационарность включает картину сложных взаимосвязанных движений микрочастиц, образующих макротело поступательные и вращательные движения отдельных ядер и электронов, колебания ядер или групп ядер друг относительно друга, внутримолекулярные крутильные и колебательные движения атомов, тепловое движение молекул и т. д. [c.59]

Молекул о чисто ионной связью практически нет. Во всех приведенных примерах были рассмотрены так называемые бинарные соединения, т. е. соединения, в состав которых входили атомы только двух разных элементов, а химическая связь возникала при взаимодействии электронов, имеющих антипараллельные СПИНЫ. При сближении двух атомов, у одного из которых валентная атомная орбиталь вакантна (свободна), а у другого — полностью заполнена, также появляется возможность обобществления пары электронов двумя атомами, причем поставщиком (донором) обоих электронов является один из атомов. Второй атом принимает электронную пару (акцептор) на свою свободную орбиталь. Такая химическая связь называется донорно-акцепторной (дативной, координационной, семиполярной) связью. Так, в молекуле аммиака ЫН а атом азота имеет неподеленную пару электронов (25 ), которая может участвовать в образовании донорно-акцепторной связи с подхо- [c.23]

На рис. 5.3 схематически изображено образование молекул Оа, Н2О и N3. Видно, что в молекуле Оа облака одной пары валентных 2/7-электронов перекрываются в направлении, соединяющем ядра атомов, образуя а-связь. Облака другой пары 2/7-электронов ориентированы параллельно и перекрываются в стороне от оси, соединяющей атомные ядра, образуя я-связь. Эти связи неравноценны. л-Связь слабее, чем (Т-связь. Общая энергия связи в молекуле О составляет 494 кДж/моль. Соединяя атом кислорода с двумя атомами водорода, получаем молекулу воды. Присоединение атомов Н к атомам О произойдет вдоль направления восьмерок, в результате чего возникает треугольная форма молекулы НаО. Действие сил отталкивания между атомами водорода [c.121]

В двухатомных молекулах элементов II периода и орбитали заполнены и из-за взаимной компенсации сил связывания и разрыхления эти орбитали не вносят вклада в энергию связи. Связь между атомами обусловлена только внешними (валентными) электронами, 2 -атомные орбитали образуют аналогичные и молекулярные орбитали. Взаимодействие трех р-атом- [c.235]

Вскоре появляется работа, результаты которой привели к мысли об определенном строении молекул. В 1852 г. английский исследователь Франкланд на основании изучения образования некоторых металл-органических соединений [СНдЫз, (СНз)2Н , (СНз)дА1, (СНз)45п и, ф.] ввел понятие об атомности валентности), численно выражающей способность атома данного элемента вступать в соединение с определенным числом атомов другого элемента. Приняв валентность водорода равной единице, можно считать, что валентность других элементов является числом, показывающим, со сколькими атомами водорода (или иного одновалентного элемента) может соединиться атом данного элемента. [c.104]

Возмущающий электростатический потенциал электрического квадрупольного момента ядра нарушает сферическую симметрию замкнутых оболочек и наводит в них конечный квадрупольный момент. Взаимодействие валентного электрона с этим индуцированным квадрупольным моментом приводит к изменению константы квадрупольного взаимодействия. Такой же эффект производит валентный электрон, создавая тем самым конечный градиент поля на ядре. Эти два дополнительных непрямых взаимодействия можно учесть путем умножения e Qg . на (1 —уоо). При этом дается выражением (5-5) уоо — так называемый фактор Штернхаймера для свободного атома. Если уоо > О, то эта величина выражает экранирующий эффект внутренней оболочки электронов, если Уоо < О, то антиэкранирующий. В приложении I перечислены известные значения уоо для атомов и ионов. Учет фактора Штернхаймера особенно важен для ионных кристаллов, в которых градиент электрического поля вызывается, в основном, зарядами соседних ионов, так как для р-электронов и зарядов, внешних по отношению к атому, фактор Штернхаймера различен. В молекулярных кристаллах с ковалентными связями влияние 7 0 на градиент электрического поля в месте атомного ядра в молекуле (создаваемого в основном р-электронами) и в свободном атоме предполагается одним и тем же [2]. Поскольку можно определять из данных спектроскопии атомных пучков и оптических спектров, то особой поправки на (1 — уоо) при вычислениях и теоретических оценках в этих случаях не требуется. [c.70]

Некоторые применения теории резонанса. Гибридизация валентностей. Атом С четырехвалентен, если один валентный электрон занимает орбиту 2s п три электрона — орбиты 2р , 2ру и 2р . Когда атом С в таком состояпии присоединяет 4 атома Н, образующиеся связи С—Н неравноценны обозначая для каждой связи характер исходной атомной орбиты С, получаем структуру молекулы метана I. Наряду с I возможны равноценные структуры II, [c.310]

Такой учет невозможен без построения модели активированного комплекса, которая основывалась бы на всех имеющихся сведениях об интимном механизме реакции. Геометрия переходного состояния для ряда реакций известна (конечно, с известным приближением) в этих случаях можно произвести расчет суммы всех перекрываний ван-дер-ваальсовых сфер — как атомов, вступающих в химическую связь, так и валентно не связывающихся ато-мов и атомных групп реагирующих молекул. Впервые такого рода расчеты были выполнены в работе М. Г. Гоникберга и А. И. Китайгородского [8] на примере реакций Меншуткина Эта реакция не относится к числу гомолитических однако, это не очень существенно при вычислениях изменений собственного объема в процессе активации. Авторы цитированной работы [8] вычислили путем геометрических построений (в принципе аналогичных схеме на рис. 24) перекрывания ван-дер-ваальсовых сфер атомов и атомных групп в исходных н переходных состояниях для восьми реакций Меншуткина, характеризующихся различным экранированием образующейся химической связи объемистыми заместителями найденные ими закономерности будут рассмотрены в главе VII, посвященной влиянию давления на скорость пространственно затрудненных реакций. [c.179]

Литий. Атом лития имеет один валентный электрон, поэтому молекула может иметь не больше двух связывающих электронов. Эти электроны спарены на низшей доступной для них молекулярной орбитали, о,. Следовательно, в молекуле Li2 имеется одна ковалентная связь. Длина этой связи (2,67 А) превышает длину связи в молекуле Н2 (0,74 А), потому что в молекуле лития связь образуется более протяженными атомными орбиталями сп = 2, анесп = 1. По этой же причине связь в слабее, чем в Н2 энергия связи в 2 равна ПО кДж мoль , а в Н2-432 кДж моль Ч Ядра атомов лития расположены дальше друг от друга, электронное облако распределено в большем объеме и силы притяжения между электронами и ядрами соответственно ослаблены. [c.525]

В последние полтора десятилетия вопрос о моле кулярно-орбитальной интерпретации понятия валентности, а также кратности химической связи обсуждался не раз. Были предложены различные определения эФих величин, причем все исследователи исходили из математического представления атома А некоторым набором АО или A O. Как было отмечено С. Г. Семеновым, под набором спин-орбиталей, представляющим атом А в составе молекулы, нецелесообразно понимать спин-орбитали изолированного атома, так как эти спин-орбитали при сближении атомных ядер оказываются, в общем случае, неортогональными и в этом смысле частично, включают друг друга .. ..Для математического моделирования химически связанного атома целесообразно использовать... функций ортонормированного базиса . [c.221]

В основе практически всех приближенных вариантов метода псевдопотенциала для молекул с несколькими валентными электронами лежит простая и естественная модель. Все электроны молекулы делятся на внутренние (остовные) и внеишие (валентные). Ядро каждого атома и относящиеся к нему внутренние электроны образуют атомный остов. Молекуле сопоставляют модель - взаимодействующие между собой валентные электроны движутся в поле атомных остовов. Чтобы этой моделью можно было пользоваться, для каждой конкретной молекулы надо задать оператор энергии взаимодействия валентного электрона с атомным остовом (т.е. псевдопотенциал атомного остова) и оператор энергии взаимодействия валентных электронов Между собой. Если сможем задать эти взаимодействия, то получим модель, обладающую несомненными достоинствами. В этой модели для однотипных молекул,, различающихся только атомами, стоящими в одном и тот же столбце системы Менделеева, оператор Гамильтона будет иметь одну и ту же структуру, и число электронов будет одним и тем же. Поэтому, например расчет молекулы, содержащей атом иода, будет не сложнее расчета такой же молекулы, но содержащей атом фтора хотя в первой из этих молекул на 44 электрона больще, чем во второй, все эти 44 электрона относятся к остову. Более того, поскольку модели таких молекул различаются только псевдопотенциалами атомных остовов, то изменение свойств при переходе от одной молекулы к другой можно связать с изменением характеристик псевдопотенциалов при переходе от одного атома к другому. В этом случае свойства молекул находят свое объяснение через свойства атомов, но не непосредственно, а через характеристики псевдопотенциалов атомных остовов. [c.292]

В качестве псевдопотенциала атомного остова можно, основьтаясь на результатах предьщущего параграфа, взять модельный псевдопотенциал. При этом модельный псевдопотенциал атомного остова желательно построить так, чтобы он обладал свойством трансферабельности, т . чтобы модельный псевдопотенциал некоторого атомного остова, построенный на основании расчета одной молекулы, можно было использовать для расчета других молекул, содержащих этот атом. Для этого при выборе вида и главным образом параметров конкретного модельного псевдопотенциала надо позаботиться о том, чтобы он описьтал только взаимодействие одного валентного электрона с остовом и не содержал вклада (даже неявного) от взаимодействия валентных электронов между собой. Построение модельного псевдопотенциала атомного остова особых затруднений не вьюьтает, так как здесь всегда можно использовать результаты задачи с одним валентным электроном. С другой стороны, при переходе от валентных функций к псевдовалентным надо изменить оператор межэлектронного взаимодействия так, чтобы измененный [c.292]

Вернемся к рассмотрению пространственной структуры молекулы воды. При ее образовании происходит sp -гибридизация атомных орбиталей кислорода. Именно поэтому валентный угол НОН в молекуле Н2О (104,5°) близок не к 90°, н к тетраэдрическому углу ( 109,5°). Небольшое отличие этого угла от 109,5° 10ЖН0 понять, если принять во внимание неравноценность состояния электрон- ibix об.,1аков, окружающих атом кислорода в молекуле воды. В самом деле, в молекуле метана все восемь электронов, занимающие в атоме углерода гибрид- [c.138]

Атом углерода, имеющий во внешней оболочке 4 электрона, отличается от других атомов постоянной валентностью, так как он не вносит в электронную структуру молекулы ни неподеленных пар электронбв, йи вакантных низколежащих орбиталей. Поэтому молекулы его соединений не способны к образованию донорно-акцепторных связей с другими молекулами через атом углерода В то же время между атомами С могут возникать прочные связи, так как малые размеры электронной оболочки благоприятствуют хорошему перекрыванию атомных орбита-лей углерода. Благодаря этому углерод обладает уникальной способностью образовывать из одинаковых атомов длинные цепочки, составляющие углеродный скелет бесчисленных молекул органических веществ. Указанные свойства углеродного атома привели к выделению химии его соединений в особую науку — органическую химию. Рассмотрим особенности строения молекул и электронной структуры некоторых родоначальников важнейших классов органических соединений. [c.204]

Пространственное строение молекул обусловлено тем, что валентные связи углеродного атома расположены не в плоскости, а опргделенным образом направлены в пространстве атом углерода, связанный с четырьмя одновалерттными атомами или атомными группами, является как бы центром тетраэдра — правильной четырехгранной пирамиды (рис. 1), а четыре его валентные связи направлены к вершинам тетраэдра (а). В этих вершинах помещаются соединенные с атомом углерода одновалентные атомы и атомные группы. В результате молекулы органических веществ имеют объемность, пространственное строение. [c.24]

Сокращение длины связей 81—О и 81—С1 можно объяснить исходя из валентных возможностей атомов кремния, хлора и кислорода. Известно, что атом кремния, валентное состояние которого описывается Ззр -гибридизацией, обладает акцепторными свойствами. У него все Зй-орбитали вакантны. Атомы кислорода и хлора обладают донорными свойствами. Они имеют неподеленные пары электронов.В процессе образования ЗЮЦ, 81(ОСгН5)4 и других подобных молекул неподеленная пара электронов донора переходит на Зй-орбиталь акцептора, которая становится общей как для донора, так и для акцептора. В результате этого возникает дополнительная связь между ними. Логично считать, что в подобных молекулах ковалентные связи атома 81 с атомами О или С1 усилены донорно-акцепторным взаимодействием. При такой двоесвязности сумма атомных радиусов близка к экспериментальному значению. Таким образом, наблюдаемое укорочение связей 81—0, 51—С1 и 81—С теоретически обосновано. Эти примеры показывают, что предсказать заранее значение той или иной длины связи не всегда возможно. Следовательно, экспериментальное определение геометрических параметров молекул является задачей весьма актуальной. С другой стороны, при интерпретации опытных значений длин связей необходим учет всех валентных возможностей взаимодействующих атомов. [c.212]

О связях с избытком и дефицитом валентных электронов. По своей сути МВС приложим к двухэлектронньш и двухцентровым связям, В этом методе рассматриваются химические связи, осуществляемые парой электронов (независимо от их происхождения), обслуживающих два атомных центра. В то же время встречаются соединения, в которых число электронов, приходящихся на одну связь, больше двух и, наоборот, меньше двух. Рассмотрим некоторые примеры связей с избытком электронов против двухэлек-гронной связи. Раньше считали, что в молекуле кислорода осуще-ставляется двойная связь между атомами, одна из которой Ор-р и другая л,)-,,. Это было вполне логично, так как каждый атом кислорода имеет два неспаренных электрона. Однако кислород обладает парамагнетизмом, доказательством чему служит притягивание жидкого или твердого кислорода к магниту , А парамагне- [c.116]

Таким образом, и вещества с дефицитом валентных электронов, по существу, выходят за границы применимости МВС. Факты, не объяснимые существующими теориями, — писал А. М. Бутлеров, — наиболее дороги для науки, от их разработки следует по преимуществу ожидать ее развития в ближайшем будущем . Другой метод квантовой химии — метод молекулярных орбиталей (ММО) — объясняет химическую связь в ковалентных веществах, а также в соединениях с избытком и с дефицитом валентных электронов, 36. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Бо. 1ее универсальным квантовохнми-ческим методом описания химической связи служит метод молекулярных орбиталей (ММО), развитый в трудах Леннарда-Джонса, Г унда и особенно Малликена В этом методе состояние электронов в многоатомной системе описывается молекулярными орбиталями (МО), подобно тому как электроны в атомах характеризуются атомными орбиталями (АО). При этом и АО и МО представляют собой одноэлектронные волновые функции атома или молекулы соответственно. Разница заключается в том, что АО — одноцентро-Бые, а МО—многоцентровые орбитали. Итак, ММО — квантовохимический метод описания химической связи, рассматривающий молекулу и другие многоатомные системы, как многоядерный атом , в котором электроны заселяются по молекулярным орбиталям. [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология