Переход электронов и образование связи

Характерная для ниобия и тантала тенденция к использованию при образовании химической связи всех своих валентных электронов обычно осуществляется за счет перехода их в высшую степень окисления +5. При низких же степенях окисления эта тенденция осуществляется за счет образования связей М—М (см. сл. главу). [c.544]

К образованию ковалентной связи способны только неспаренные электроны атома. Поэтому образование соединений высших валентностей нередко требует энергетического возбуждения атома с переходом электрона на более высокий подуровень. Так, в свободном атоме хлора при нормальном состоянии его имеются электроны 15 , 2 2, 2р , Зр Невозбужденный атом хлора содержит только один неспаренный электрон и может образовать соответственно только одну валентную связь. Соединения же более высоких валентностей (более высоких степеней окисления) хлора образуются в результате энергетического возбуждения атома с переходом части электронов на Зй -подуровень, Так, образование соединений пятивалентного хлора может быть объяснено переходом двух электронов с Зр-подуровня на З -подуровень, в результате чего, в атоме оказывается 5 неспаренных электронов. Если требуется невысокий уровень возбуждения, то достигнуть его можно повышением температуры, действием сильного окислителя или другими путями. Расход энергии на возбуждение может быть возмещен при образовании связи. Если полной компенсации расхода энергии не происходит, это отражается на химической стойкости соединения. Как известно, многие соединения пяти- и семивалентного хлора в соответствующих условиях способны разлагаться со взрывом. [c.65]

Рассмотрим механизм образования ионной связи. При взаимодействии атомов натрия (1б 2з=2р 3з ) с атомами хлора (1з 2з 2р 38 3р ) происходит переход электрона с Зз-орбитали атома натрия на Зр-ор-биталь атома хлора. При этом атом натрия превращается в положительно заряженную частицу — ион со стабильной конфигурацией ближайшего благородного газа — неона (1з 2з 2р ). Атом же хлора принимает этот электрон на Зр-орбиталь, превращаясь в отрицательно заряженный ион с электронной конфигурацией 1з 2в 2р 3з 3р , характерной для аргона. Образовавшиеся в результате перехода электронов противоположно заряженные ионы натрия и хлора прочно удерживаются силами электростатического притяжения. [c.34]

При наличии в полупроводниковых материалах примесей соотношение числа электронов и дырок может изменяться, т. е. может усиливаться или дырочная, или электронная проводимость. Предположим, что в кристалле кремния в качестве примеси имеются атомы мышьяка (45 4рЗ). При образовании связей с окружающими атомами кремния атомы мышьяка используют четыре своих электрона. Пятый же электрон сравнительно легко возбуждается и переходит в зону проводимости. Таким образом, примесь мышьяка усиливает у кремния электронную проводимость. Наоборот, введение в кристалл кремния атомов бора 2 2р ) приводит к валентной ненасыщенности атомов 51, т. е. усиливает у полупроводника дырочную проводимость. [c.118]

Природу химической связи и характерные особенности металлов можно объяснить на примере лития следующим образом. В кристалле лития орбитали соседних атомов перекрываются. Каждый атом предоставляет на связь четыре валентные орбитали и всего лишь один валентный электрон. Значит, в кристалле металла число электронов значительно меньше числа орбиталей. Поэтому электроны могут переходить из одной орбитали в другую. Тем самым электроны принимают участие в образовании связи между всеми атомами кристалла металла. К тому же атомы металлов характеризуются невысокой энергией ионизации — валентные электроны слабо удерживаются в атоме, т. е. легко перемещаются по всему кристаллу. Возможность перемещения электронов по кристаллу определяет также электрическую проводимость металла. [c.89]

Для протекания элементарного акта реакции необходимо, чтобы орбитали взаимодействующих частиц перекрывались и создавались условия для перехода электронов с занятых орбиталей на свободную, т. е. создавались условия для перераспределения электронной плотности — разрыва старых связей и образования новых. Рассмотрим механизм реакции между Hj [(ст ) (оГ ) ] и [...( 1лГ) ( Г Т]-Допустим, молекулы Н и сталкиваются, как показано на рис. 116, а, т. е. сочетание орбиталей происходит на оси z. Это отвечает следующим комбинациям орбиталей [c.199]

В ряду СЮ — СЮг — СЮз — СЮ4 по мере увеличения степени окисления хлора устойчивость анионов возрастает. Это можно объяснить тем, что при переходе от СЮ к СЮ увеличивается число электронов, принимающих участие в образовании связей. Особо устойчив ион СЮ4, в котором все валентные электроны атома хлора принимают участие в образовании связей [c.295]

Для молекул с ионной связью частота, соответствующая месту схождения кантов в спектрах поглощения, непосредственно дает энергию диссоциации О ам.. Происходит это вследствие того, что возбуждение молекулы с ионной связью приводит к переходу электрона от аниона к катиону. Следовательно, распад возбужденной молекулы приводит к образованию нейтральных атомов. Этот вывод хорошо иллюстрируют потенциальные кривые нормального и возбужденного состояний молекулы с ионной связью (рис. П,3). [c.63]

В соответствии с этим атомы всех элементов основной подгруппы первой группы периодической системы, обладая одним электроном, избыточным по сравнению с атомами инертных газов, отдают на образование связи по одному электрону, атомы элементов основной подгруппы второй группы — по два электрона, третьей — по три, переходя при этом в состояние положительных ионов. Наоборот, атомам элементов основных подгрупп седьмой, шестой групп недостает соответственно одного или двух электронов до структуры электронных оболочек, свойственной атомам инертных газов. Поэтому они будут стрем.иться достроить свою наружную электронную оболочку, связывая новые электроны и переходя при этом в состояние отрицательно заряженных ионов. Однако здесь речь идет не обязательно о полной передаче электрона. Эффективная величина заряда образующихся положительных, так и тем более отрицательных ионов большей частью меньше, чем число электронов, передаваемых данным атомом на образование связей или приобретаемых им при их образовании. [c.59]

Совокупность атомов, удерживаемых вместе химическими связями, называется молекулой. Обычно (хотя далеко не всегда) образование связей в молекуле можно объяснить существованием электронных пар, каждая из которых связывает между собой два атома. Такая связь, образуемая электронной парой, называется ковалентной связью. Сумма атомных масс всех атомов в молекуле дает ее молекулярную массу. Хотя атомы, относящиеся к различным молекулам, непосредственно не связываются друг с другом, все молекулы обладают некоторой липкостью и притягиваются к другим молекулам. Эти вандерваальсовы силы притяжения заставляют молекулы газа слипаться друг с другом, образуя жидкость, если температура становится достаточно низкой под действием тех же сил молекулы жидкости выстраиваются в правильную кристаллическую решетку, когда температура вещества понижается еще больше. Температуры, при которых происходят два указанных перехода, называются соответственно температурой кипения (7 п) и температурой плавления (7 ,). [c.52]

Отвлекаясь от вопроса о степени ионности связи и считая принадлежащими данному отрицательному иону все электроны, участвующие в образовании связи его с положительными ионами, можно представить схематически структуры электронных оболочек атома аргона, положительных ионов калия и кальция и отрицательных ионов хлора и серы (рис. 11). Сопоставление этих структур наглядно показывает аналогию л ежду ними. Все они содержат одинаковое число (18) электронов, которые одинаковым образом распределены в первой, второй и третьей оболочках К, L п М (2, 8 и 8 электронов) эти атомы и ионы в основном различаются по заряду ядра. Различие это приводит к тому, что при переходе от [c.60]

Кроме того, каждая стадия должна удовлетворять принципу простоты, т. е. должна содержать небольшое число разрывов или образований связей либо включать лишь небольшое число электронных переходов. [c.15]

Ионная (электровалентная, или гетерополярная) связь. С помощью ионной связи построено большинство неорганических соединений. Эта связь возникает между атомами, которые сильно отличаются по электроотрицательности. Процесс образования связи состоит в передаче электрона от одного атома к другому. Отдавая электрон, атом превращается в положительный ион — катион, а второй атом, приобретая этот электрон, переходит в отрицательно заряженную частицу — анион. Образовавшиеся противоположно заряженные ионы связываются силами электростатического взаимодействия. Схематически это можно представить так [c.19]

При образовании я-комплекса связь образуется за счет перехода электронов со связывающей 5-орбитали олефина на незаполненную -орбиталь протона в случае а-комплекса -орбиталь взаимодействует с поляризованной хр -орбиталью. Хотя больщинство исследователей склонно считать, что образуется о-комплекс (и на это указывают квантовохимические расчеты), это не имеет особого значения для описания механизма изомеризации. [c.90]

Если при образовании молекулы из атомов электрон займет орбиталь )1, с низкой энергией, то полная энергия системы понизится, система перейдет в более устойчивое состояние—образуется химическая связь. Поэтому орбиталь ф называют связываю-щей. Переход электрона на орбиталь фг увеличит энергию системы, связь при этом ие образуется, наоборот, система станет менее устойчивой. Та4<ую орбиталь назы- ГП [c.101]

В молекулах или в кристаллах соединений с и о и н о й связью содержатся не нейтральные атомы элементов, а их ионы, и, например, хлористый натрий состоит из ионов Na+ и С " не только в водных растворах, но и в любом его состоянии. Из этих ионов состоят, в частности, и кристалл поваренной соли и молекулы Na l в парах. Таким образом, в отношении ионных соединений развитие электронной теории валентности избавило гипотезу электролитической диссоциации от задачи объяснить процесс образования ионов, так как при растворении такого электролита происходит лишь разъединение ионов, а не образование их. Переход ионов в раствор происходит в результате взаимодействия их с молекулами растворителя, в результате образования связей между ионом и молекулами растворителя (сольватация ионов) и, в частном случае, молекулами воды (гидратация ионов). [c.383]

АО, образующие МО, должны перекрываться. При этом ядра располагаются так, чтобы перекрывание было максимальным принцип максимального перекрывания). Необходимость перекрывания АО очевидна. Чем полнее перекрываются АО при образовании МО, тем сильнее понижение энергии при переходе электрона с атомной на молекулярную орбиталь, тем прочнее связь, образующаяся в молекуле. [c.62]

Образование понной (электровалентной) связи при переходе электрона адсорбированной частицы в решетку кристалла. При этом положительно заряженный адсорбированный ион будет удерживаться избыточным отрицательным зарядом решетки. [c.66]

Как уже указывалось в 2 гл. I, в зависимости от того, по какому механизму происходит перестройка (разрыв одних и образование других) химических связей в элементарном акте, различают гомолитиче-ские процессы, идущие с разрывом одних электронных пар и образованием других и гетеролитические реакции, в ходе которых все электронные пары сохраняются. Активированный комплекс одного и того же типа может реализоваться в случае как гомолитического, так и гетеролитического процесса. Например, реакции (1П.ЗЗ) и (П1.36) идут через линейный трехчленный активированный комплекс по типу (111.35). Однако первый процесс является гетеролитическим — связь С — I разрывается с переходом пары электрона на атом I, а новая связь С—О завязывается за счет неподеленной пары электронов 0Н . Второй процесс, наоборот, является гемолитическим — двухэлектронная связь И—С1 образуется за счет неспаренного электрона атома С1 и одного из 15-электронов атома Н, участвующего в образовании связи С—Н. Электронная пара, образующая эту связь, при этом разрывается и второй электрон остается в виде неспаренного электрона на атоме С свободного метила. [c.97]

Однако Абегг рассматривал только полный переход электронов от одного атома к другому, приводящий к образованию разноименно заряженных атомов, которые затем удерживаются вместе под действием электростатического притяжения, другими словами, Абегг рассматривал электровалентность Два американских химика Джильберт Ньютон Льюис (1875—1946) и Ирвинг Ленгмюр (1881—1957) в период после 1916 г. независимо друг от друга расширили это понятие. Они, в частности, объяснили строение молекулы хлора. В молекуле хлора два атома хлора прочно связаны друг с другом. Никаких причин для перехода электрона от одного атома к другому, несомненно, не существует, и атомы хлора не могут удерживаться вместе под действием обычного электростатического притяжения. Теории межатомного притяжения Берцелиуса и Абегга не объясняют, как образуется такая молекула. [c.159]

Повышенная энергия Движения электронов может достигаться при поглощении видимого света (или других электромагнитных колебаний) и переходе электронов на волее высокий энергетический уровень (как, например, при активации хлора в реакции Н2- -С12 = 2НС1). Энергия электронов в атомах может повышаться при разрыве валентной связи, например при диссоциации молекулы водорода на атомы или при образовании других атомов с ненасыщенной валентностью или свободных радикалов. Такая активация может осуществляться и при химических взаимодействиях (как, например, в реакции Ыа + С12 = НаС1 + С1) и при ударах молекул о стенку сосуда и пр. Наконец, молекулы могут активироваться действием электрического разряда, ультразвуковыми колебаниями, действием излучений различного рода и другими путями. [c.479]

Имея один непарный электрон (5 р ), бром и его аналоги проявляют большое сходство с типическими элементами. Но по мере перехода в ряду Н—Р—С1—Вг—I—At в образовании связи все большую роль начинают играть с1- и даже /-орбитали. Поэтому при высоких степенях окисления между типическими элементами и элементами подгруппы брома наблюдается существенное отличие. [c.313]

Высказывалось предположение о промежуточном образовании хемисорбированного комплекса [39]. При переходе электрона координационная связь комплекса переходит в ковалентную. [c.215]

Грэм и Стоун [185] предположили также, что слабая дополнительная тг-связь с частичным переходом электрона от связей В—Н к незанятым 2р -орбитам углерода может объяснить устойчивость соединения ОС ВНз и невозможность, по-видимому, образования соединения ОС ВРз в противоположность мнению Бэрга, что имен но большая энергия перестройки молекулы трехфтори стого бора препятствует образованию карбонила трех-фтористого бора. [c.159]

Ионные кристаллы. В кристалле хлорида натрия (рис. 75, а) валентные электроны атомов Na (3s ) и l (3s 3p ) заполняют валентную энергетическую зону Зр. В представлении теории ионной связи это отвечает переходу электронов от атомов Na к атомам С и образованию ионов Na+ и СГ. Поскольку энергетическое различие между валентной Зр-зоной и свободной 35-зоной велико (Af 6 эВ), в обычных условиях Na l электронной проводимостью не обладает. [c.117]

По мнению ряда исследователей, хемосорбцию на металлах можно объяснить, предположив, что образование связи между металлом и молекулой сорбата определяется наличием у металла донорных или акцепторных электронных уровней. Металлы с простой валентной оболочкой, образующей 5-зопу, являются типичными донорами электронов с малой плотностью уровней в зоне. Такие металлы хорошо адсорбируют акцепторы электронов, т. е. молекулы окислителей. Однако пз-за большой прочности образующейся связи с переходом металла в другую фазу (окисел, сульфид и т. п.) такие металлы, как правило, непригодны в качестве катализаторов. [c.21]

Может возникнуть вопрос, насколько правомерно составлять волновую функцию электрона, находящегося в молекуле, из волновых функций электронов в свободных атомах. Такое приближение не является слишком грубым по двум причинам. Во-первых, состояние электронов в молекулах не очень сильно отличается от их состояния в атомах, об этом свидетельствует сравнительно небольшое изменение энергии электронов при образовании химической связи. Так, полная энергия электронов для двух свободных атомов водорода равна —2-13,6 =—27,2 эВ, а изменение энергии при образовании молекулы Нг (энергия связи) составляет 4,5 эВ. Подобное соотношение характерно и для других молекул. Оно обусловлено тем, что образование связи сравнительнс мало влияет на движение электронов вблизи ядер атомов, где взаимодействие электронов и ядер велико. Во-вторых, изменение электронных облаков при переходе от атомов к молекуле в некоторой мере учитывается выбором с помощью вариационного метода определенных значений коэффициентов с. [c.100]

Переход электрона из оболочки атома благородного газа иа более высокий энергетический уровень требует такой затраты энергии, которая не может быть компеиспрована образованием связи, поэтому щелочные металлы не проявляют других степеней. окпсления, кроме 4-1- [c.300]

Электроны неподеленных пар лиганда переходят на молекулярные орбитали, т. е. происходит частичное смещение электронной плотности в направлении лигандцентральный ион, благодаря чему связь приобретает частично ковалентный характер. Механизм образования связи во многом напоминает донорно-акцепторный. Теория поля лигандов позволяет из спектров комплексов установить последовательность роста ковалентности связи в ряду лигандов (не-фелоксетический ряд) [c.127]

Углеводороды сорбируются на металлах сравнительно слабо и эбратимо. Прочнее они сорбируются на оксидных и солевых катализаторах, причем электроны, необходимые для образования связи, лоставляются молекулой олефина, которая переходит в состояние кемосорбированного ион-радикала [c.412]

В окислительно-восстановительных реакциях промежуточными активными частицами являются радикалоподобные нейтральные образования, связанные с активными центрами катализатора го-меополяр ными связями, и каталитическое воздействие связано с переходом электрона от молекулы катализатора к молекуле реагента и обратно. Эти реакции катализируются металлами и полупроводниками— окислами, сульфидами и комплексными соединениями. Активными центрами этих катализаторов являются обычно неполностью координированные атомы или катионы переходных металлов, у которых имеется незаполненная -орбиталь. Эта орбиталь образует координационные связи с молекулами, являющимися донорами пары электронов. С молекулами, имеющими незанятые орбитали, такие активные центры образуют п-связь. -Орбиталь с неспаренным электроном действует как свободная валентность в значительной степени подобно свободному радикалу. [c.134]

При наличии В полупроводниковых материалах примесей соотношение числа электронов и дырок может изменяться, т. е. может усиливаться или дь[рочная, или электронная проводимость. Предположим, что в кристалле кремния в качестве нримсси имеются атом[,1 мьпиьяка (4.s 4p ), При образовании связей с окружаю1и,ими атомами кремния As Sp ) атомы мышьяка используют четыре своих электрона. Пятый же электрон сравнительно легко возбуждается и переходит в зону проводимости. Таким образом, примесь мышьяка усиливает у кремния электронную проводимость. Наоборот, введение в кристалл кремния атомов бора (2s 2p ) приводит к валентной ненасыщенности атомов Si, т, е. усиливает у полупроводника дырочную проводимость (рис. 69). В зависимости от преобладания того или иного вида проводимости различают полупроводники л-типа и полупроводники /)-ти1га. [c.109]

Атом углерода должен был бы образовывать две связи, расположенные под прямым углом друг к другу, так как атомные р-облака взаимно перпендикулярны (см. рис. 6а). Однако, в действительности, углерод является четырехвалентным, и образуемые нм связи (например, в метане) направлены к вершинам тетраэдра. По Полингу, это объясняется тем, что 25- и 2р-состоянйя почти вырождены (т. е. энергия р-состояния лишь немногим больше энергии в-состояния), вследствие чего в момент образования связей оказывается возможной суперпозиция (смешивание, гибридизация) состояний углерода, и один из двух спаренных 25-электронов переходит на свободную 2р-орбиту. В результате у атома углерода оказывается четыре валентных электрона [c.50]

Большинству центров, активных по отношению к вандерваальсовой адсорбции, нельзя приписать способности усиливать поляризацию молекул, адсорбированных на проводящих поверхностях (см. раздел У,7), а также способности влиять на образование ионов путем перехода электрона между адсорбированным атомом или молекулой и поверхностью металла (см. раздел У,8а и частично также 86). Однако поскольку силы, управляющие переходом электронов, связаны с работой выхода, которая неодинакова на разных гранях, то можно ожидать, что эти силы на разных кристаллических гранях будут иметь различные зна- [c.68]

Аналогичные соображения былн высказаны Швабом [268] и Миньоле [256], Поскольку полоса проводимости принадлежит ко всей совокупности электронов проводимости металла, маловероятно, чтобы подобные сильные изменения теплот хемосорбции вызывались переходом электронов на разрешенные уровни или уходом с заполненных уровней в процессе их освобождения или захвата при образовании химических связей на поверхности металла. Именно по этой причине Темкиным [276] было введено представление о поверхностном электронном газе. Он шредполагает, что у поверхности металла существует двумерный электронный газ, который ведет себя совершенно независимо от нормального трехмерного электронного газа. Исходя из того, что этот двумерный электронный газ подчиняется тому же принципу запрета и обладает тем же статистическим распределением, что и нормальный трехмерный газ, Темкин выводит следующее выражение для is.Q . [c.144]

Медь, как и кобальт, — металл с переменной валентностью, что обусловлено переходом электрона с одного уровня на другой. Разница заключается только в том, что переход меди из двухвалентного состояния в одновалентное связан с образованием более устойчивого, полностью достроенного до десяти электронов 3i/-ypoBHH. Тенденция к достройке З -уровня обусловливает гомолитический разрыв одной из связей Си—С1, что инициирует следующие превращения [c.307]

В органических соединениях азот может проявлять переменную степемь окисления. Однако образование соединений с пятивалентным азотом энергетически невыгодно, так как при этом должно изменяться главное квантовое число вследствие перехода электрона на новую ( -орбиталь. Это связано с большой затратой энергии, которая не компенсируется при образовании новой связи. [c.200]

Характерная для ниобия и тантала тенденция к использованию при образовании химической связи всех своих валентных электронов обычно осуществляется за счет перехода их в высшую степень окисления +5. При низких же степенях окисления эта тенденция осуществляется за счет образования связей М—М. Таким образом, производные низких степеней окисления ниобия и тантала в (кновном относятся к соединениям кластерного типа. [c.441]