Соединения с простыми и кратными ковалентными связями

Сходство между элементами одной группы становится еще менее очевидным в группе 1УА. Углерод представляет собой неметалл, который почти всегда образует четыре ковалентные связи с другими элементами. Его атомы полимеризуются в цепи, давая так называемые органические соединения, и могут образовывать друг с другом не только простые, но и кратные ковалентные связи. Кремний-неметалл, обладающий некоторыми металлическими свойствами, включая серебристый блеск. Он образует ограниченное число гидридов, называемых силанами, которые являются аналогами углеводородов и имеют общую формулу 51 Н2 + 2- Но такие цепи ограничены предельным значением х = 6, и даже силаны с низкой молекулярной массой реагируют с галогенами и кислородом со взрывом. Кремний образует еще один класс полимеров-силоксаны, в которых атомы 81 связаны через мостиковые атомы кислорода [c.454]

Алюминий, следующий за магнием, обладает заметной биологической активностью и является активатором некоторых энзимов,, а недостаток его в организме приводит к недостатку витамина Однако его роль все-таки значительно меньше, чем роль ионов натрия и магния. Атом алюминия слишком тян ел и велик для включения в структурную организацию клеток, а ион слишком мал и недостаточно поляризуем, чтобы попасть в число важнейших биологических катализаторов. Высокий заряд иона АР+ и склонность солей алюминия к гидролизу являются факторами, ограничивающими его роль в биохимических процессах. Другие качества, благоприятствующие участию в процессах жизнедеятельности (ковалентность связей, акцепторные свойства и т. п.) в большей степени присущи бору — аналогу алюминия во 2-м периоде. Предпочтительность бора, по сравнению с алюминием, доказывает предпочтительность элементов 2-го периода перед членами 3-го, Это становится особенно ясным при сравнении углерода с кремнием, который расположен в периодической системе под углеродом и так же как углерод способен к образованию четырех ковалентных связей. Кремния на Земле примерно в 135 раз больше углерода, но в биохимическую эволюцию включился все же углерод. Причина этого, в первую очередь, в стабильности связей С—С и 51—51. В первом случае расстояние между атомами в 1,5 раза меньше и соответственно энергия разрыва связи в 2 раза больше, т. е. связь С—С стабильнее. Поскольку построение организмов предполагает образование длинных цепей атомов, то устойчивые связи углерода имеют несомненное преимущество перед связями кремния. Кроме того, у кремния имеется лишь небольшая тенденция к образованию кратных связей. Все это делает соединения кремния неустойчивыми в присутствии воды, кислорода или аммиака. Однако кроме устойчивости другой очень важной особенностью биогенных элементов является способность к образованию кратных связей. Это можно проиллюстрировать сравнением свойств СОо и ЗЮг. В оксиде углерода (IV) между атомами С и О имеются кратные (двойные) связи, каждая из которых образована двумя парами общих электронов. Внешний слой каждого пз атомов в СОг приобретает стабильную структуру октета. Все возмол<-ности образования связей у этой молекулы исчерпаны. Благодаря легкости атомов и ковалентности связей СОг является газом, довольно легко растворяется в воде, реагирует с ней и в такой форме может быть использован живыми организмами. У кремния способность к образованию кратных связей практически отсутствует или, во всяком случае, гораздо ниже, чем у атома углерода. Поэтому атом 81 соединен с О простыми связями, при образовании которых остаются неспаренными два электрона у кремния и по одному у каждого из атомов кислорода. Лишенные возможно- [c.181]

Соединения с простыми и кратными ковалентными связями [c.54]

В соединениях с более высокой степенью непредельности (при наличии сопряженных кратных связей) длина связей, находящихся между двумя кратными связями и изображаемых в формулах в виде простых связей, меньше, чем сумма ковалентных радиусов углеродных атомов, имеющих простую связь (табл. 20). Точно так же длина связи, находящейся между кратной связью и бензольным ядром йли между двумя непосредственно связанными друг с другом бензольными ядрами, меньше, чем обычная простая связь. Значительно уменьшена по сравнению с простой связью углерод-углеродная связь, Находящаяся между двумя тройными связями (табл. 20) [38]. [c.109]

В какой мере эти необычайные свойства динамических организаций зависят от их химического состава Такая зависимость, конечно, существует — ведь нельзя представить себе развитие жизни, если исходное вещество представляет собой, например, только водород или водород и кислород и т. д. Дж. Уорд рассмотрел вопрос о том, почему живое вещество базируется главным образом на элементах второго и третьего периодов системы Менделеева. Как известно, необходимых для жизни элементов всего 16 и все они имеют небольшую массу атома. Особую роль играют четыре элемента водород, кислород, азот и углерод (на них приходится 99% массы живых тканей организма), а так Же сера и фосфор. Атомы Н, О, N. С приобретают стабильные конфигурации, присоединяя 1, 2, 3 и 4 электрона — это обусловливает и разнообразие образуемых ими химических связей. Важно, что наряду с простыми указанные элементы способны образовать и кратные связи, а также длинные цепи. Сера и фосфор, имеющие З -орбитали, способны к образованию более четырех ковалентных связей, причем их прочность не слишком велика и допускает реакции обмена. Фосфорные соединения являются, акку улятора-ми энергии, и именно они играют важнейшую роль в передаче богатых макроэргических групп и сохранении запасов энер гии. [c.346]

До сих пор при образовании простых ковалентных связей между углеродом и данным атомом металла учитывалось лишь различие их электроотрицательностей. При образовании между углеродом и металлом кратной связи прочность связи возрастает, но ее полярность при этом изменяется незначительно. Теперь рассмотрим возможности создания таких связей на примерах наиболее общеизвестных металлоорганических соединений. При этом необходимо отметить, что лишь немногие элементы способны к образованию двойной или тройной связи в классическом смысле этого понятия после углерода, азота и кислорода лишь фосфор и сера, кажется, склонны к этому. По-видимому, если только в металлоорганических соединениях возможно возникновение двойных связей типа этиленовой, то наиболее вероятно образование этих связей у органических производных элементов третьего периода (от Ма до С1). В то же время возможны также кратные связи такого типа, который предусматривается теорией резонанса в свете этой теории структуры с кратными связями принимают участие в образовании результирующей структуры, которую можно охарактеризовать как нечто среднее между структурами с классическими двойной и простой связями. [c.45]

Принимая два электрона, сера может приобрести электронную конфигурацию аргона, однако получающийся двухзарядный анион настолько велик (радиус 1,84 А), что он очень легко поляризуется катионами с образованием ковалентной связи, особенно если сами катионы легко деформируются. Сравнивая ионы О - и 52-, следует отметить, что меньший радиус первого из них будет приводить к более сильному ионному связыванию с жесткими катионами типа Ма+, Mg2+ и АР+, а электронодонорные свойства будут больше у 5 - поэтому с металлами кислород будет образовывать связи более ионные, а сера — более ковалентные. Это справедливо также в отношении кислорода и серы в их нейтральных соединениях типа простых эфиров и тиоэфиров. В благоприятных условиях вакантные Зй-орбитали серы, вероятно, обладают энергией, достаточно низкой, чтобы возможно было некоторое обратное связывание за счет передачи на эти орбитали электронов от атомов металлов с заполненными или почти заполненными -уровнями. Кратные связи могут быть также результатом я—ря-взаимодействия между кислородом и серой, как в случае 50 . Использование -орбиталей объясняет причину того, что [c.354]

Натрийорганические соединения характеризуются наличием ионной связи между металлом и углеродом в отличие от соответствующих соединений лития, где связь ковалентна. Натрийорганические соединения можно разбить на несколько групп 1) соединения с простейшими радикалами, например этилнатрий, где отрицательный заряд полностью сосредоточен на атоме углерода (карбанион). Соединения бесцветны, неплавки, нерастворимы в парафиновых углеводородах, а с другими растворителями реагируют. Вообще они весьма реакционноспособны. К этой группе примыкают более химически устойчивые производные ацетилена (влияние тройной связи на характер карбаниона) 2) группа соединений, в которых отрицательный заряд в системе сопряжения распределен по нескольким атомам углерода, например бензилнатрий или двунатриевые аддукты по кратной связи. Соединения интенсивно окрашены и значительно менее реакционноспособны (не разлагают, например, эфир, в котором растворяются). Сюда же относятся и окрашенные продукты взаимодействия натрия с ди- или полиядерными ароматическими углеводородами (например, нафталин-натрий), носящие характер анион-радикалов. [c.390]

За ковалентный радиус принимают половину расстояния между ядрами двух одинаковых атомов, образующих простую ковалентную связь. Отсюда можно сделать вывод, что расстояние между двумя атомами А—В будет равно средней арифметической расстояний А—А и В—В. В качестве примера А—А возьмем расстояние между атомами углерода, а В—В — расстояние между атомами кремния. Допустим, что ковалентный радиус атома углерода равен половине расстояния, найденного на опыте, в простой евязи С—С он равен 0,77 А. Таким же способом для ковалентного радиуса атома кремния найдено значение 1,17 А. Тогда расстояние между ядрами атомов углерода и кремния при их соединении должно быть 1,94 А, что хорошо совпадает с найденным на опыте расстоянием С—81 в карборунде (карбид кремния), равным 1,93 А. В этом случае совпадение вполне удовлетворительное, но не всегда бывает так. Очень часто наблюдаются значительные отклонения от ожидаемых результатов, и этой проблеме посвящено большое число работ. Отклонения от идеальных величин обычно приписывают кратным связям, их ионному характеру и различным гибридным орбиталям, определяющим геометрическую форму ковалентных молекул. [c.106]

Подтверждением ограниченности в этом соединении взаимодействия тг-электронов кратной связи М=М с тг-электронами бензольных ядер служит почти нормальная длина связи С—N. Если тг-электронное взаимодействие имело бы место, расстояние между ядрами углерода и азота было бы меньше, чем для простой связи С—N. Экспериментально найдено, что это расстояние равно 1,45 А, а сумма ковалентных радиусов углерода в -состоянии и азота равна 1,44 А. [c.117]

Этими исследованиями было доказано, что металлорганические соединения с ковалентно-связанным металлом у атома углерода, благодаря наличию сопряжения простых и кратных связей, проявляющегося в момент реакции, могут реагировать двойственно, давая продукты С- и 0-замещения. [c.577]

Азот. Это относительно инертный газ, что объясняется большой прочностью связи и его электронной структурой (разд. 3.5). Азот образует ковалентные соединения, в которых он обычно имеет три простые связи, хотя могут существовать и кратные связи, такие, как С Ы или Оз = М. С электроположительными элементами азот образует ионные нитриды с ионом № . [c.231]

Азот — в нормальном состоянии двухатомный газ Nj, который очень инертен вследствие большой прочности тройной связи N = N. Его соединения ковалентны, причем чаще всего в них атом азота соединен с другими атомами тремя простыми связями, хотя известны также вещества, в которых атом азота соединен с другими атомами кратными связями. В особых условиях может существовать нитрид-ион N ". [c.50]

Металлиды (интерметаллическне соединения) — химические соединения металлов между собой. В таких соединениях преобладает металлическая связь. М. не подчиняется законам постоянства состава и простых кратных отношений. Металлическая связь — особый тип связи, характерный для металлов и металли-дов. Атомы металлов образуют положительно заряженные ионы, отдавая валентные электроны, которые движутся в решетке металла достаточно свободно (электронный газ) и электростатически связывают положительные ионы. Силы связи не локализованы и не направлены. Поэтому в большинстве случаев проявляются высокие координационные числа (напр., 12 или 8), Свободно движущиеся электроны обусловливают высокую электро- и теплопроводность. Возможны разнообразные переходные случаи между металлической, ковалентной и ионной связью. Металлоиды (от греч, metallon — металл и eidos — вид) — неточное, устаревшее название простых веществ с неметаллическими свойствами (сера, азот и др,) в настоящее время заменено названием неметаллы. [c.81]

В простых молекулах и иоиах атом 51 дает пе менее четырех ковалентных связей (возможное исключение ион силнла, см. ниже). Кремний не способен образовывать небольшое число кратных связей в отличие от углерода в таких соединениях. [c.88]

Многочисленность соединений углерода обусловлена строением его атомов, способных соединяться непосредственно друг с другом ковалентными связями. Как известно, ковалентная связь характеризуется наличием в молекуле вещества общих электронных пар между соединившимися атомами. Атомы углерода способны связываться друг с другом не только одной парой общих злектроноз (простая связь), но и двумя и даже тремя парами такие связи называются кратными. Атомы углерода могут соединяться друг с другом в весьма большом числе. Это приводит к образованию цепе] самой различной длины, прямых и разветвленных, открытых и замкнутых в кольца (циклы). Цепи связанных между собой атомоз углерода называют углеродным скелетом. [c.192]

Таким образом, монокристалл является одним из материальных носителей химической формы движения материи. Но как раз формой существования бертоллидов— химических соединений переменного состава — и является не молекула, а фаза, представляющая собой химически связанный огромный агрегат атомов. Законы постоянства состава и простых кратных отношений (стехиометрии) для твердых тел (кроме молекулярных кристаллов) практически неприменимы. Им не подчиняются соединения бертоллидного типа, подобные интер-металл ическим соединениям, гидридам, окислам, нитридам, сульфидам и т. д. Эти так называемые бертоллиды в широком смысле не подчиняются также и классической теории валентности они обладают химической связью между атомами, варьирующей в широких пределах как по энергии (от 2—5 до 100 и выше ккал/моль), так и по природе (металлическая, ковалентная и ионная). Следовательно, химия твердого состояния в основном является химией нестехиометрических отношений. [c.233]

Оз и т. д., в молекулах к-рых атомы соединены ковалентной связью, являются С. X. Важный признак С. X.— его однородность этим С. х. отличается от механич. смесей. Однородность С. х. сближает их с растворами однако состав последних может изменяться (неограниченно или в известных пределах) без нарушения однородности, в то время как состав С.х. в огромном большинстве случаев следует постоянным, простым и кратным отношениям (см. Постоянства состава закон и Кратких отношений закон). Такие С. х. наз. определенными соединениями или, по терминологии Н. С. Курнакова, дальтонидами кроме определенных С. х., существуют и неопределенные соединения — бертоллиды (см. Далътонида и бертоллиды). Получение и исследование С. х. является одной из главнейших задач химии. Число известных определенных С. х. превышает 2 млн. [c.476]

В табл. 54 приведены результаты расчета молярных рефракций кристаллических соединений по ионны.м инкрементам (см. табл. 48) и с учетом промежуточного характера связей. Степени ионности связей взяты из табл. 3 Приложения, ионные и ковалентные рефракции прежние. В случае галогенов и халькогенов расчет рефракций атомов различной полярности проводился по кривым для кристаллических Я. Следует указать еще на одну особенность в вычислениях рефракций кристаллических соединений, а именно кислород- и серусодержащих кристаллических веществ. Известно, что связи атомов в простых соединениях такого сорта носят ординарный характер, тогда как ковалентная рефракция О вычислена по данным для молекулы О2, где имеется кратная связь, Известно далее, что кратные связи повышают рефракцию это легко обнаружить из сравнения рефракций эфирного и карбонильного кислорода [1, стр. 20], которые различаются на 0,50 см для X = со. Поэтому в расчетах 1Молекулярных рефракций кристаллических кислородных соединений в качестве ковалентной рефракции кислорода использовалась величина, равная 1,99—0,50=1,49 см . [c.127]

Объемные модели, правильно передающие размеры и форму молекул, были разработаны в 1934 Г. Стюартом и позднее усовершенствованы Г. Бриглебом (рис., а, б). Каждый фрагмент, изображающий атом определенного элемента, в моделях Стюарта представляет собой шаровой сегмент, причем радиус шара пропорционален эффективному радиусу атома (Гзфф), а расстояние от центра шара до плоскости среза-ковалентному радиусу (/ , ,). В случае многовалентных атомов делают соответствующее число срезов, причем угол а между перпендикулярами из центра шара на плоскость среза равен валентному (рис., в). По предложению Г. Бриглеба для атомов, соединенных кратными связями, сегменты изготовляют не из шаров, а из эллипсоидов, большая полуось к-рых соответствует эффективному радиусу, обусловленному наличием л-электронного, а малая-а-электронного облака. Модели изготовляют обычно из пластмассы, окрашенной в цвета, установленные для каждого элемента (С-черный, Н-белый, О-красный, М-синий, 8-желтый и т.д.). При сборке моделей сегменты соединяют между собой по плоскостям срезов, причем в случае простых связей сегменты могут вращаться один относительно другого. Модели Стюарта-Бриглеба верно передают валентные утлы, межатомные расстояния и эффективные радиусы они позволяют измерять расстояния между разл. атомами и группами (0,1 нм соответствует 1,5 см). Эффективные радиусы, принятые в моделях Стюарта-Бриглеба, на 10-15%. меньше ван-дер-ваальсовых радиусов, получаемых из кристаллографич. данных. Это связано с тем, что модели предназначены для рассмотрения стерич. эффектов в молекуле, находящейся при обычных условиях, а не при т-ре абс. нуля. [c.118]

Чисто ковалентные молекулярные оксиды — соединения типа СО2, SO2, NO2 и т. п., важную роль в них играет образование кратных связей. Ковалентные оксиды образуются также и за счет только простых связей. Примером такого оксида служит Р4О10. Химические свойства оксидного и гидроксидного ионов обсуждались в гл. 5. [c.356]

Простые и кратные отношения в простейших соединениях можно ожидать лишь для соединений с одним из видов химической связи — электр овалент-ной, ковалентной или металлической. Когда же имеет место одновременное наложение нескольких видов химической связи или переход от одного типа [c.45]