Основные положения молекулярной геометрии

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕОМЕТРИИ [c.7]

В последующих курсах по органической химии студенты будут встречать еще одно вводимое здесь представление - гибридизация атомных орбиталей. Преподаватель должен сам рещить, как ему быть с введением математического описания гибридизации, но в любых курсах обязательно следует обратить внимание учащихся на направленный характер полученных гибридных орбиталей и соответствующую молекулярную геометрию. Раздел о кратных связях в соединениях углерода можно использовать для иллюстрации основных положений метода гибридизации орбита-лей. [c.577]

Ранее было отмечено, что структурная организация живой и неживой природы построена согласно принципам унификации и комбинации и включает явления трех типов. Оба принципа (редукционизма и холизма) оказались в основе научного поиска и нашли отражение в логике, как в науке о закономерностях и формах научного и философского мышления, так и в методе анализа индуктивного и дедуктивного способов рационалистической и эмпирической деятельности человека. На индуктивном способе мышления основывается разработка целого ряда научных дисциплин, например квантовой механики атомов и квантовой химии молекул. Фундаментальные положения этих наук базируются в основном на результатах изучения соответственно простейшего атома (Н) и простейшей молекулы (Н2), а также ионов Н , ОН . Тот же способ мышления в биологии лег в основу исследований, приведших к становлению и развитию формальной и молекулярной генетики, цитологии, молекулярной биологии, многих других областей. При дедуктивном способе мышления, ядро которого составляет силлогистика Аристотеля, новое положение выводится или путем логического умозаключения от общего к частному, или постулируется. Классическим примером дедукции может служить аксиоматическое построение геометрии. Мышление такого типа наглядно проявилось в создании периодической системы элементов - эмпирической зависимости, обусловливающей свойства множества лишь одним, общим для него качеством. Д.И. Менделеев установил, что "свойства элементов, а потому, и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от их атомного веса" [21. С. 111]. Тот же подход лежит в основе построения равновесной термодинамики и статистической физики. Оба способа мышления, индуктивный и дедуктивный, диалектически связаны между собой. Они вместе присутствуют в конкретных исследованиях, чередуясь и контролируя выводы друг друга. [c.24]

Ограничимся также только обсуждением вычислений основного состояния молекулы для равновесного положения ядер. Разумеет-ется, переход к вычислениям возбужденных состояний и неравновесных ядерных конфигураций не вызывает принципиально новых трудностей. Например, если расчет производится методом ВС-КВ, то волновые функции возбужденных состояний- молекулы можно находить просто как собственные функции, соответствующие более высоким корням имеющейся в этом, методе секулярной проблемы. Так всегда получается во всех расчетных схемах, которые сводятся к решению некоторой секулярной проблемы (см. разд. 2.3), например, в методе МО-КВ при любом фиксированном наборе молекулярных орбиталей (самосогласованных или нет). При переходе к вычислениям при неравновесных межъядерных расстояниях, или при неравновесной геометрии молекулы, нужно проявлять гораздо большую осторожность, так как, например, волновая функция с замкнутыми оболочками из МО становится в принципе непри- [c.303]

Следует отметить, что, несмотря на большое число публикаций, нет пока достаточно широкого ассортимента ИСЭ, выпускаемых серийно. Кроме того, имеющиеся ИСЭ обладают в ряде случаев невысокой селективностью (например, рСа-ИСЭ). Практически не решены вопросы создания ИСЭ на Р04- M.g+ , 504 -ионы, имеющие важное прикладное значение. Не предложены пока принципы стандартизации ионометрических цепей, слабо разработаны вопросы конструкции и технологии изготовления ИСЭ. По существу, только начинаются систематические исследования динамики работы ИСЭ, в частности методы экспериментального определения их полных динамических характеристик. Наконец, и это самое важное, метод разработки новых ИСЭ в основном базируется на качественных соображениях, поскольку количественной теории, способной предсказывать селективность комплексонов и тем самым вести их направленный поиск для каждого конкретного иона, пока не существует. Создание такой теории — дело будущего, но уже теперь ясно, что она должна базироваться на основных принципах МЭ, в частности использовать достижения квантовой химии и теории локального строения материи на молекулярном уровне, учитывающих геометрию и топологию электронной плотности, системы энергетических уровней, свойства симметрии ионов, атомов и молекул и более сложных надмолекулярных образований кластеров, комплексов, сольватных оболочек. Именно на таких концепциях базируются последние теоретические работы [140, 141], в которых большое внимание уделяется развитию квантовой теории поверхностных явлений. Данная глава не ставит целью ввести читателя в круг подобных вопросов, они достаточно полно излагаются в цитированных выше монографиях и сборниках. Здесь будут рассмотрены только самые фундаментальные положения общей теории, а основное внимание сосредоточено на трех практически важных примерах — электродах, селективных к ионам кальция, калия и нитрата. [c.276]

Что случится с такой системой, если к. ней приложить внешнюю силу Индивидуальные молекулы, составляющие твердое тело, являются достаточно жесткими, и, естественно, плоскости, образуемые этими молекулами в твердых телах, тоже жесткие и неподатливые. Эта жесткость структуры делает твердые тела способными к переносу (сопротивлению) внешних нагрузок. Низко молекулярные кристаллические тела могут быть, следовательно, определены через следующие основные свойства 1) положение и тип движения индивидуальных молекул в кристалле, 2) геометрия кристаллической решетки и 3) отклик на действие внешней силы. [c.121]

И именно эти электроны принимают участие в образовании химической связи. Химическая связь осуществляется парой электронов, для образования которой каждый из участвующих атомов дает по одному электрону. Эта электронная пара называется связывающей. В валентной оболочке атома могут быть также другие электронные пары, не участвующие в образовании химической связи и целиком принадлежащие только этому атому такие пары электронов называются неподеленными. Вышеприведенный постулат обращает внимание на то, что для геометрии молекулы одинаково важны обе электронные пары - связывающие и неподеленные. В согласии со сказанным, эта модель называется отталкиванием электронньЕХ пар валентной оболочки или моделью ОЭПВО . Ее основное положение формулируется следующим образом координация связей атома А в молекулах АХ , а следовательно, и геометрия этой молекулы таковЫт-что валентные электронные пары располагаются на максимальном расстоянии друг от друга, т. е. так, если бы они взаимно отталкивались. Таким образом, получается, что электронные пары занимают в пространстве вокруг атома вполне определенные места в соответствии с концепцией локализованных молекулярных орбиталей. [c.144]

I Вернемся теперь на уровень адиабатического приближения или приближения Борна — Оппенгеймера и к классическому понятию молекулярной структуры. Равновесная конфигурация, определяемая с использованием свойств гиперповерхности потенциальной энергии, описывается равновесными структурными параметрами Ге соответствующего минимума. Эти параметры имеют смысл расстояний между парами неподвижных ядер в свободной молекуле. В то время как квантовохимические расчеты приводят обычно к величинам г е, с экспериментальной точки зрения ситуация значительно сложнее. До сих пор структурные параметры г е удалось определить экспериментально [24] только для некоторых простейших молекул. При ненулевых температурах экспериментально измеряются величины, усредненные по всем колебательно-вращательным состояниям всех имеющихся изомеров с учетом больцмановского распределения. Таким образом, ясно, что измеренные значения зависят от температуры, при которой проводится эксперимент. Если даже провести эксперимент при абсолютном нуле, то соответствующие величины будут усреднены по основному колебательному состоянию самого стабильного изомера. Поэтому обработка экспериментальных данных дает не истинные значения Ге, а различные их модификации, отвечающие усредненным структурам, например величины г , г,, Га, rg и т. д. [24]. Параметр г (или [24] —это расстояние между средними положениями ядер в основном колебательном состоянии, а Гv — расстояние между средними положениями ядер для -го возбужденного колебательного состояния. Параметры Га и определяются условиями теплового равновесия величины Га отвечают расстояниям между температурно усредненными положениями ядер, а — температурно усредненным межатомным расстояниям. Наличие нескольких представлений молекулярной геометрии затрудняет сопоставление с квантовохимическими значениями т . Кроме того, экспериментальные погрешности часто превышают различия между представлениями. В работах Хедберга и сотр. [122—124] приведены температурные зависимости наблюдаемых структурных параметров некоторых простых молекул. При ис-лользовании экспериментальной структурной информации с [c.53]

Молекулярная структура. Геометрия молекулы и ее основные линейные параметры показаны на рис. 71. Координация атома 1г октаэдрическая. Ее составляют два атома С1 в с-положении друг к другу, два атома 5 диметилсульфокснд [c.123]