Строение молекул Строение атома

Мы уже обсуждали в других местах учебника электронное и геометрическое строение молекул галогенидов фосфора (см. разд. 7.5 и 7.6, ч. 1). Дипольные моменты (см. разд. 8.2, ч. 1) этих соединений, указанные в табл. 21.10, находятся в соответствии с их геометрическим строением. Соединения РХ3 обладают пирамидальной формой (см. рис. 21.4), и полный дипольный момент этих молекул зависит от полярности связей Р—X. Можно заключить, что полярность связей Р—X уменьщается в ряду Р—Р > > Р—С1 > Р—Вг > Р—I. Этот ряд согласуется с разностью электроотрицательностей между фосфором и галогенами. Молекулы рр5 обладают тригонально-бипира-мидальной структурой (см. рис. 21.4), причем центральный атом фосфора обобществляет пять электронных пар с пятью атомами X. Дипольные моменты пяти связей Р—X взаимно компенсируются, и полный молекулярный дипольный момент во всех случаях оказывается равным нулю. [c.322]

Рассмотрим электронное строение молекулы аммиака. Атом азота имеет пять валентных электронов, три из них участвуют в образовании трех а-связей с атомами водорода, каждый из которых при- [c.83]

Обширные работы были посвящены [3] изучению циклических сернистых соединений, присутствующих в керосиновой фракции иранской нефти. Многие соединения, указанные в табл. 2, были идентифицированы именно этой группой исследователей. Бициклические сульфиды, сравнительно редкие и малознакомые химикам-нефтяникам соединения, наглядно иллюстрируют сложность строения молекул, содержащих атом серы в сернистых соединениях нефтей. [c.259]

Изучение строения молекул и твердых тел в первую очередь направлено на определение положения атомов и характерных химических групп (радикалов) в пространстве. Одновременно необходимо знать распределение и движение электронов, определяюш,ие характер химических сил, связываюш,их один атом с другим, уметь определять энергию соответствующих связей и природу валентности, взаимное влияние атомов и групп, передачу этого влияния вдоль органической и неорганической молекулы в связи с реакционной способностью вещества. Во многих случаях надо знать значения энергии разрыва тех или иных связей с образованием радикалов, энергии отрыва электрона или иона от молекулы и т. п. Для всех этих исследований приходится применять тончайшие методы, разрабатывать новые, создавать соответствующие приборы. [c.14]

Строение. Молекулы клетчатки представляют собой чрезвычайно длинные цепи глюкозных остатков, причем кислородные мостики, соединяющие эти остатки, связывают первый атом углерода одного остатка с четвертым атомом углерода следующего глюкозного остатка. Таким образом, по общему типу строения клетчатка сходна с амилозой но одна особенность строения клетчатки сильно отличает ее от амилозы, а именно все глюкозные остатки клетчатки находятся в -форме, т. е. если в молекуле амилозы имеется а-1,4-глюкозидная связь, fo в целлюлозе имеются Р-1,4-глюкозидные связи. Это подтверждается, в частности, образованием при частичном гидролизе целлюлозы дисахарида целлобиозы, содержащей -1,4-связь (стр. 265). [c.275]

При таком строении молекулы карбонила атом железа формальна может рассматриваться в качестве привычного двухвалентного катиона [9—12]. Лэнгмюр [13] приписывал внешней оболочке атома железа наличие восемнадцати электронов и отсюда утверждал, что атом железа в карбониле имеет отрицательную валентность, равную десяти. [c.46]

Немецкий химик Иоганн Фридрих Вильгельм Адольф фон Байер (1835—1917) использовал в 1885 г. идею трехмерного строения молекул для изображения пространственного строения циклических соединений (в виде плоских колец). Если четыре связи атомов углерода направлены к четырем углам тетраэдра, то угол между любыми двумя связями составляет 109°28. Байер утверждал, что в любом органическом соединении атомы располагаются, как правило, так, что углы между связями атома углерода примерно соответствуют приведенному значению. Если же по какой-либо причине угол меняется, то атом оказывается в напряженном состоянии. [c.90]

Исходя из приведенных данных, строение молекулы Оз можно объяснить следующим образом. Центральный атом кислорода молекулы Оз находится в состоянии хр2-гибридизации (за счет 2 -, 2p .- и 2р, -орбиталей). Две из гибридных 5р -орбиталей центрального атома участвуют в образовании двух <т-связей О—О (дпух молекулярных о< и-орбиталей). Третья хр -гибридная орбиталь (молекулярная сг-орбиталь) содержит неподеленную электронную пару. 2р -Орбиталь центрального атома (расположенная перпендикулярно плоскости расположения атомов) и 2р -орбитали крайних атомов участвуют в образовании нелокализованной я-связи (молекулярная ясв-орбиталь). Таким образом, невозбужденное состояние молекулы Оз отвечает следующему заполнению молекулярных орбиталей [c.320]

Водородная связь объясняет аномально высокие температуры кипения и плавления ряда веществ, аномальную диэлектрическую проницаемость и не соответствующую строению молекул растворимость. Различают два вида водородной связи межмолекулярную и внутримолекулярную. В первом случае атом водорода связывает два атома, принадлежащих разным молекулам (например, растворителям и масляному сырью), во втором случае оба атома принадлежат одной и той же молекуле. Образование водородной связи наиболее вероятно при пониженных температурах с повышением температуры водородные связи ослабляются или рвутся вследствие усиления теплового движения молекул. [c.217]

Исходя из строения ато.ма водорода а) указать возможные валентные состояния и степени окисленности водорода б) описать строение молекулы Hj с позиций методов ВС и МО в) обосновать невозможность образования молекулы Нз. [c.219]

Кл.м. В рамках приведенной схемы это можно объяснить некоторым сдвигом образующих связь электронных пар к атому кислорода. Ниже дано более точное, описание строения молекулы СО по методу молекулярных орбиталей также приводящее к выводу, что связь в этой молекуле тройная. [c.96]

Плоское строение молекулы и угол между связями 120 позволяют в методе ЛМО считать, что в локализованных а-связях атом углерода участвует гибридными хр -орбиталями. Каждый атом углерода участвует своими тремя электронами в трех таких о-связях двух С—Н и одной С—С. Еще одну связь С—С образуют не участвующие в гибридизации р -электроны, по одному от каждого атома. Так как р -орбитали направлены перпендикулярно плоскости молекулы, их перекрыванием образуется я-орбиталь, электронная плотность которой располагается над и под плоскостью молекулы. Таким образом, связь С=С оказывается двойной симметричной о л -связью. Разделяя связь между углеродными атомами в этилене на о- и л-связь и принимая энергию разрыва о-связи равной Е (С—С) = 347 кДж/моль. можно приписать л-связи в этилене энергию 250 кДж/моль. Таким образом, л-связь (С—С) в этилене менее прочна, чем а-связь, и легче разрывается, чем объясняется склонность этилена к реакции присоединения. [c.107]

Необычные свойства воды объясняются ее строением. Молекула воды нелинейна — угол между связями Н—О—Н равен 104°27. Связи Н—О ковалентны, однако они полярны, т. е. некоторый положительный заряд несут атомы водорода, а отрицательный — атом кислорода. Вследствие этого связанный атом кислорода способен притягивать атом водорода соседней молекулы с образованием водородной связи, что существенно повышает общую энергию связи. Таким образом, молекулы в воде ассоциированы. В кристаллах льда водородные связи еще сильнее. В силу высокой полярности молекул Н2О вода является растворителем других полярных соединений, не имея себе равных. [c.101]

Основой стереохимии Я. Вант-Гоффа стало учение о тетраэдрическом строении молекулы метана. Он допустил, что атом углерода расположен в центре правильного тетраэдра, а четыре-вполне равноценных его сродства направлены к углам тетраэдра. Если атом углерода связан с четырьмя различными атомными группами (радикалами), он становится асимметрическим и соединение оказывается опти 1ески активным. Тетраэдрическая модель углеродного атома дала возможность Я. Вант-Гоффу наглядно представить пространстве11ное строение многих соединений. При этом наличие двойной связи он изображал в виде общего ребра двух тетраэдров (двух атомов углерода). При тройной связи общей является плоскость двух тетраэдров. Одновременно с Я. Вант-Гоффом и независимо от него близкие представления о пространственном расположении атомов в молекулах были высказаны А. Ле Белем (ноябрь 1874). Статью Я. Вант-Гоффа (1874) вскоре перевели на немецкий язык, и она вышла с предисловием И. Вислиценуса (1877). [c.150]

Приняв, что скорость нитрования и электронная плотность о- и я-ориентирующих мояозамеш,енных соединений бензола максимальны соответственно в о- и п-положениях по отношению к реакционному центру исследуемых молекул, Ри и Эйринг определили дипольные моменты монозамеш енных бензолов, основываясь на результатах измерения количеств изомерных продуктов нитрования. Найденные авторами таким образом величины дипольных моментов совпали с величинами, наблюдаемых (дипольных.— В. К.) моментов , что позволило Ри и Эйрингу затем провести обратную операцию — вычисление скоростей нитрования из экспериментальных величин дипольных моментов исходных реагентов. Хотя авторы увидели в своей работе лишь метод расчета зарядов атомов в молекулах [там же], их статья явилась фактически первой попыткой применения не общих положений, а кинетического уравнения теории абсолютных скоростей реакций к конкретному случаю определения строения органических молекул. Однако для проведения подобных расчетов Ри и Эйринг сделали важное допущение они считали, что изменение свободной энергии при -активации системы бензол — нитрующий реагент, обусловленное введением заместителей, должно рассматриваться как результат проявления лишь чисто кулоновского взаимодействия атомов в молекуле. Отсюда вытекает возможность индуцирования заместителем зарядов на углеродных атомах бензольного кольца, причем в зависимости от природы заместителя заряды на орто- и пара- или на мета-ато-мах углерода будут больше, чем на остальных атомах. Взаимодействие нитрующего агента и реакционного центра замещенной молекулы также электростатическое. [c.114]

Образование кратных связей можно рассмотреть таким же образом. Так, два атома азота, каждый из которых имеет конфигурацию 8 2з-2ру2ру2рсоединяются и образуют тройную связь при спаривании электронов на соответствующих р-орбиталях. Аналогично можно рассмотреть метиленовый радикал НаС , поскольку он имеет два неспаренных электрона, то два радикала соединяются, образуя этилен с двойной связью. Существует один случай, в котором простой метод ВС ведет к качественно некорректному предсказанию электронного строения,— молекула О,. Атом кислорода в основном состоянии имеет конфигурацию 15 25 2р 2ру2р , и поэтому можно ожидать, что два атома соединятся, образуя две двухэлектронные связи. Действительно, для молекулы энергия связи указывает на двойную связь, но эта молекула имеет также два неспаренных электрона, т. е. такое сочетание факторов, которое трудно осмыслить и еще труднее предсказать, опираясь на метод валентных связей. Эта неудача обусловлена не какими-то фундаментальными ошибками в методе ВС, а слишком грубым приближением. Однако метод молекулярных орбиталей (МО) даже в грубом приближении дает правильные результаты для О2, как будет показано в дальнейшем. [c.81]

Ориентация молекул и кристаллизация полимера различаются степенью упорядоченности следует ожидать, что оба явления зависят от регулярности строения молекул полимера. В отношении кристаллизации это предположение в значительной степени подтверждается фактами типичными кристаллическими полимерами являются такие гомополимеры, молекулы которых имеют регулярную химическую и геометрическую структуру, например полиэтилен и полиэфиры, а также полиамиды, полученные из мономеров с неразветвленными молекулами. Молекулы всех этих полимеров имеют регулярное строение, и для них исключена возможность неправильного пространственного расположения. (Случайные разветвления цепей полиэтилена не мешают кристаллизации участков полимерных молекул, расположенных между точками разветвлений подобным образом сополимеризация с малым количеством второго мономера может понизить степень кристалличности, но не исключить кристаллизацию.) С другой стороны, типичными некристаллическими полимерами являются полимеры с нерегулярным химическим или геометрическим строением. Некристаллическими являются многие сополимеры, в состав которых входят соизмеримые количества различных мономеров, и гомополимеры, у которых левые и правые группы беспорядочно расположены по цепи (например, полистирол, полиметилметакрилат и поливинилацетат). Обычно полимеры, в которых углеродный атом цепи имеет два различных замещающих атома или группы (подобно трем указанным выше полимерам), не кристаллизуются, но в случае одинаковых замещающих атомов или групп кристаллизация имеет место [например, поливинилиденхлорид (—СН —СС12) 1. [c.216]

С органическими соединениями, молекулы которых отличались внушительными размерами, дело обстояло сложнее. Используя методы начала XIX в., было очень тяжело, вероятно и невозможно, установить точную эмпирическую формулу даже такого довольно простого по сравнению, например, с белками органического соединения, как морфин. В настоящее время известно, что в молекуле морфина содержатся 17 атомов углерода, 19 атомов водорода, 3 атома кислорода и 1 атом азота ( ijHisNOa). Эмпирическая формула уксусной кислоты (С2Н4О2) намного проще, чем формула морфина, но и относительно этой формулы в первой половине XIX в. не было единога мнения. Однако, поскольку химики собирались изучать строение молекул органических веществ, начинать им необходимо было с установления эмпирических формул. [c.74]

Предложенные до настоящего времени модельные методы расчета (некоторые из них рассматриваются ниже) используют либо различные представления о строении молекул воды, либо исходят нз различных [1редставлений о воде, как о жидкой фазе. Строение молекул воды показано на рис. 2.1, а Из него видно, что атом кис- [c.57]

Один из способов описания электронного строения молекулы В2Не, основанный на представлении о локализованных молекулярных орбитах, показан на рис. 13-9. Каждый атом бора использует две 5р -гибридные орбитали для образования связей с двумя концевыми атомами водорода. Каждая из остающихся хр -орбиталей используется для образования трехцентровой связывающей орбитали с Ь-орбиталью атома водорода и. хр -ор-биталью другого атома бора. Согласно такой модели, мостиковые атомы водорода должны быть расположены выше и ниже плоскости, в которой лежат оба фрагмента ВН,, что подтверждается экспериментально. [c.558]

В самом деле, что заставляет теоретиков, занимающихся изучением строения молекул, немало сил тратить на обсуждение проблем локализации молекулярных орбиталей, выбора оптимального анализа заселенностей и т. д. Ведь в принципе расчет можно провести, используя делокализованные (канонические) молекулярные орбитали, или х<е ограничиться одноцентровым базисом, в результате чего при стандартном анализе заселенностей вся электронная плотность окажется отнесенной к одному атому молекулы. Однако в обоих случаях результаты расчетов не удается интерпретировать в рамках традиционных химических представлений, т. е. в терминах химических связей, неподеленных электронных пар и т. д. И дело не только в необходимости учета старых, давно известных фактов типа аддитивности и трансферабель-ности многих молекулярных свойств, дело еще в стремлении согласовать квантовомеханическое описание с определенным исторически сложившимся стилем химического мышления. Но мы слишком забежали вперед, вернемся к нашей теме и посмотрим, как в квантовой химии рождается понятие молекулярной структуры. [c.106]

Парахор практически не зависит от температуры (в пределах 200°). Если в формуле (XVIII. 9) ст = 1, то Р = Уц, т. е. парахор равняется молекулярному объему Уи при такой температу])е, при которой ст = 1. Парахор обладает большим сходством с молярной рефракцией. Он может вычисляться как из приведенных формул, так и из химического строения молекулы [222]. Каждый атом в молекуле имеет определенную величину парахора, называемую инкрементом, причем такими же инкрементами обладают двойные и тройные связи и различные кольца. Молярный парахор получается сложением инкрементов всех атомов, связей и 1солец, имеющихся в молекуле. Парахор смесей обладает свойствами аддитивности. Как показали работы Мардера [232], в присутствии незначительных примесей кислородных и сернистых соединений свойства аддитивности углеводородных смесей моторных топлив не нарушаются. [c.489]

К действию а 3 от и о й к и с л о т ы предельные углеводороды относятся Пй-разному. Если углеводород имеет в молекуле третичный атом углерода (который вообще легче подвержен химическим воздействиям), то такой углеводород можно окислить концентрированной азотной кислотой до двуокиси углерода и низших жирных кислот (Марковников, Пони). Углеводороды нормального строения более устойчивы они превращаются при действии азотной кислоты в нитропроизводные, которые могут быть также получены по реакции Коновалова путем обработки некоторых парафинов разбавленной азотной кислотой при повышенной температуре или по Урбанскому и Слону — действием газообразной N264 на нагретые пары углеводородов (см, далее, стр. 173 и сл,). [c.38]

Процесс алкилировання заключается в присоединении олефина к парафину с образованием соответствующего углеводорода более высокой молекулярной массы. С точки зрения строения молекулы, образовавшийся углеводород можно рассматривать как исходный парафин, у которого один атом водорода заменен алкильной группой. Однако основная реакция сопровождается рядом побочных, в результате чего образуется более или менее сложная углеводородная смесь. [c.95]

Такие понятия, как конфигурация и терм, являются характеристиками электронного строения молекулы, они неприменимы в строгом смысле к описанию состояния отдельных атомов в составе молекулы. Тем не менее с использованием соображений симметрии удается для некоторых молекул установить примерное строение электронной оболочки атома в составе молекулы. Хорошо известным примером в этом отношении может служить молекула метана, в которой, как это впервые показал Л. Полинг, эффективная конфигурация атома углерода есть Этот вопрос обсуждается, как правило, в литературе весьма подробно, см. [17], [8], [12], [20]. Рассмотрим подобную задачу на примере более сложной системы — комплекса №Уг, где в качестве У может быть взят атом кислорода. Симметрия комплекса предполагается Сзу Атомы переходных элементов имеют малую энергию возбуждения. Для атома N1 (см. гл. 3, 6) разность полных энергий АЕ = Е Зс 4х) — ( F, 3 4х ) составляет всего лишь 205 см" = 0,03 зВ. При столь незначительной величине АЕ орбитальные энергии 4s и Зй -злект-ронов претерпевают тем не менее существенные изменения. Например, для основного в конфигурации с F-тepмa = -0,70693, 45 = = -0,27624, в то время как для терма -0,45730 и = -0,23576. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология