Конфигурации для атомов с неподеленными электронными парами

Рассмотрим электронную структуру оксида азота (I) с учетом того, что его ковалентность определяется не только числом неспаренных электронов, но и наличием у него неподеленной пары электронов. Атом кислорода, имеющий два неспаренных электрона, образует две ковалентных связи с центральным атомом азота. За счет неспаренного электрона, оставшегося у центрального атома азота, последний образует ковалентную связь со вторым атомом азота. Таким образом, внешние электронные слои атома кислорода и центрального атома азота оказываются заполненными здесь образуются устойчивые восьмиэлектронные конфигурации. Но во внешнем электронном слое крайнего атома азота размещено только шесть электронов этот атом люжет, следовательно, быть акцептором еще одной электронной пары. Соседний же с ним центральный атом азота обладает неподеленной электронной парой и может выступать в качестве донора. Это приводит к образованию по донорно-акцепторному способу еще одной ковалентной связи между атомами азота. Теперь каждый из трех атомов, составляющих молекулу N20, обладает устойчивой восьмиэлектронной структурой внешнего слоя. Если ковалентную связь, образованную донорно-акцепторным способом, обозначить, как это принято, стрелкой, направленной от атома-донора к атому-акцептору, то структурную формулу оксида азота (I) можно представить следующим образом О—N—N. [c.124]

В молекуле аммиака атом азота находится в состо.янии sp -гибридизации, причем на одной из его гибридных орбиталей находится неподеленная электронная пара. Поэтому при донорно-акцепторном взаимодействии молекулы NH3 с ионом Н+ образуется ион NHJ, имеющий тетраэдрическую конфигурацию. Аналогично построен комплексный ион здесь донором электронной пары служит анион F , а акцептором — атом бора в молекуле BF3, обладающий незанятой орбиталью внешнего электронного слоя и переходящий при комплексообразовании в состояние sp -гибридизации. [c.360]

Вопрос о конфигурации отрицательно заряженного углеродного атома, имеющего кроме трех ковалентных связей неподеленную электронную пару, пытались решить (так же как и в других случаях, стр. 260 и 839) путем выяснения способности к существованию в оптически деятельном виде карбанионов, имеющих при отрицательно заряженном углероде три различных заместителя. Однако в этом случае дело обстоит сложнее, чем в случаях, рассмотренных ранее, и аналогию с неорганическими соединениями, подобными по электронному распределению,—провести не удается. Такое же количество электронов как, С-атом в карбанионе, содержит на внешней валентной оболочке атом азота в аминах и атом серы в солях сульфония [c.267]

На рисунке 27-1 схематически представлена структура молекулы Fe (СО)ц. В этом комплексе—центральная частица — электронейтральный атом железа. Степень его окисления равна нулю (Fe ). Электронная конфигурация атома 3d 4s (на рисунке позиция а). Лиганды— молекулы СО. Донорный атом в них — [ С] (за счет своей неподеленной электронной пары в конфигурации 2s — гл. 23, 7 [c.502]

Атом золота окружен четырьмя лигандами и образует четыре 0-связи, на образование которых могут быть использованы Ъй-, б5- и две 6р-орбитали. Они образуют четыре гибридные 5р2-орбитали. Известно, что йзр -тб-ридные орбитали направлены к углам квадрата. Ионы С1 имеют по четыре неподеленных электронных пары, каждая из которых идет на образование донорно-акцеп-торных связей. Таким образом, комплексный ион [АиС , ]-имеет конфигурацию квадрата. [c.376]

Таким образом, внешние электронные слои атома кислорода и центрального атома азота оказываются заполненными здесь образуются устойчивые восьмиэлектронные конфигурации. Но во внешнем электронном слое крайнего атома азота размещено только шесть электронов этот атом может, следовательно, быть акцептором еще одной электронной пары. Соседний же с ним центральный атом азота обладает неподеленной электронной парой [c.125]

Конфигурация внещних электронных оболочек нейтрального атома азота 2з р . Атом имеет три неспаренных электрона (рис. 3.42) и может образовать три ковалентные связи. В результате донорно-акцепторного взаимодействия атом азота может приобретать положительный или отрицательный заряд. В ионе Ы+ имеется четыре неспаренных электрона в этом состоянии азот четырехвалентен. Ион Ы имеет два неспаренных электрона и может образовать только две ковалентные связи. Указанные состояния различаются также числом неподеленных электронных пар у Н одна, у М+ их нет, а Ы" имеет две. [c.394]

Каждая конфигурация данного числа электронных пар (табл. 1.3) может привести к нескольким молекулярным формам в зависимости от числа связывающих и неподеленных пар. Обозначим центральный атом буквой А, лиганд—X и не-поделенную пару электронов—Е. Тогда в молекуле АХ Е , [c.20]

При рассмотрении геометрической конфигурации молекул с кратными связями считается, что я-связи не влияют существенным образом на расположение сг-связей вокруг центрального атома. В таком случае геометрическая конфигурация молекулы СОг определяется расталкиванием двух электронных пар, образующих две а-связи углерод —- кислород, т. е. она линейная. В то же время атом серы в молекуле 50 имеет четыре валентных электрона, не образующих я-связи, т. е. он окружен двумя электронными парами связей сера — кислород и одной неподеленной электронной парой. Расположение связей вокруг этого атома определяется расталкиванием трех электронных пар, т. е. молекула имеет угловое строение [c.105]

Карбонил-лиганд относится к числу мягких лигандов. Химическая связь в карбонилах осуществляется в результате донорно-акцеп-торного взаимодействия неподеленной электронной пары атом углерода с незаполненными орбиталями атома металла и одновременно дативного взаимодействия валентных электронов металла с разрыхляющей орбиталью молекулы лиганда. Таким образом, для образования устойчивых карбонилов необходимо, чтобы атом металла располагал как низколежащими вакантными орбиталями, так и высоко-лежащими занятыми орбиталями, причем конфигурация этих орбиталей должна обеспечивать эффективное перекрывание с орбиталями лиганда. [c.157]

Выражения тетраэдр и т. п. указывают фигуру, к вершине которой направлены оси симметрии электронных облаков, если атом помещен в центре фигуры. Расположение атомов будет иметь иную конфигурацию, если в молекуле имеются электронные пары, не образующие связь, — неподеленные пары. Так, при тетраэдрическом расположении четырех электронных пар вокруг атома азота в молекуле аммиака [c.116]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

В качестве примера определения геометрической конфигурации молекул, содержащих неэквивалентные электронные пары рассмотрим строение молекулы аммиака NHз. В данной молекуле азот (электронная конфигурация 7N... 25 2р 2р 2р ) и три атома водорода ( И 1з ) образуют за счет (1 + 1)-взаимодействий 3 поделенные электронные пары. Четвертая — неподеленная электронная пара принадлежала атому азота и до образования связей. Таким образом, на электронной оболочке азота в молекуле NHз находятся 4 электронные пары. Если бы все эти пары были эквивалентными, то они распо.пагались бы [c.134]

Карбонилы — комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(П) Ре(С0)5, N (00)4. Химические связи в молекулах карбонилов металлов образованы аналогично химич ским связям между другими лигандами и ионами металлов. Электростатические представления для объяснения ее возникновения здесь не подходят. С позиций методов ВС (за счет донорно-акцепторного взаимодействия неподеленных электронных пар лигандов и вакантных орбиталей атома металла) и МО (образование заполненных электронами связывающих и несвязывающих орбит 1лей — правило 18) такие комплексы возможны. Например, атом никеля с электронной конфигурацией №. ..3 45 имеет 10 валентных электронов. Для выполнения правила 18-ти электронов необходимы еще 8 электронов, которые могут поставить 4 лиганда [c.366]

Важно подчеркнуть, что выводы теории ОЭПВО о геометрическом строении молекул легко экстраполируются на более сложные молекулы и ионы, чем рассмотренные в табл. 10.3—10.5. В каждом случае необходимо выделить фрагмент, содержащий центральный атом, координирующий около себя другие атомы или их группировки, и установить число и тип окружающих данный атом электронных пар. Таким образом, нетрудно определить, например, структуру молекулы Ра. Каждый атом фосфора в ней имеет три соседа и, кроме того, сохраняет одну неподеленную электронную пару. Следовательно, должна реализоваться тетраэдрическая конфигурация осей электронных пар, отвечающая молекулярной структуре XXIV [c.403]

Теория отталкивания валентных электронных пар связывает пространственное размещение атомов вокруг центрального атома с числом электронных пар, образовавшихся в валентной оболочке этого атома. При этом принимают во внимание также и неподеленные пары, поэтому в общем виде молекулу записывают как АХпЕт (Е — неподеленная электронная пара, А — центральный атом / —одновалентный лиганд, т. е. атом, связанный с атомом Л). Например, символ АХ2Е2 обозначает молекулу Н2О. Электронные пары в валентной оболочке испытывают взаимное отталкивание и поэтому принимают такую конфигурацию, в которой они максимально удалены друг от друга. Конкретное правило этой теории гласит две электрон- ООО ные пары располагаются линейно, три — направлены к вершинам правильного треугольника, четыре — к вершинам тетраэдра, пять — тригональной бипирамиды, шесть — октаэдра (рис. 5.15). [c.143]

Так как ато.м азота при различных заместителях становится асимметрическим, возможно существование двух эпаптиомеров (зеркальных изомеров), только роль четвертого заместителя у асимметрического атома углерода в случае атома азота выполняет неподеленная электронная пара. Но такая конфигурация является подвижной и происходит быстрый переход одпо конфигурации в другую путем инверсии молекулы. [c.394]

Молекула, в которой центральный атом образует пять связей и имеет одну неподеленную пару, может характеризоваться октаэдрическим строением, и в этом случав связи должны быть направлены к пяти вершинам квадратной пирамиды, а неподеленная пара должна занимать шестз о верпшну октаэдра. Было показано, что молекула ВгРа имеет именно такую конфигурацию. Атом брома лежит приблизительно на 0,15 А ниже основания пирамиды, так что углы между связями Г—Вг—Р составляют около 86° (между атомом фтора, находящимся на вершине, и атомами основания). Отсюда следует, что вокруг атома брома неподеленная электронная пара занимает несколько большее пространство по сравнению с пространством, занимаемым поделенными парами. Аналогичным образом в аммиаке, воде и близких им по строению молекулах каждая неподеленная пара занимает больший телесный угол, чем поделенная пара. [c.578]

Представления о строении карбанионов, не стабилизованных наличием заместителей, основаны на аналогиях со строением аммиака или аминов. Аммиак является изоэлектронным аналогом метил-аниона, и из того факта, что молекула аммиака построена в виде пирамиды [1], можно предполагать, что метил-анион также имеет пирамидальное строение, причем в этом с.чучае, как и для аммиака, предполагается очень высокая скорость инверсии одной пирамидальной структуры в другую. При таком строении неподеленная пара электронов и отрицательный заряд карбаниона занимают яр -орбиталь, имеющую на 25% 2 -характер. В альтернативной структуре для метил-аниона неподеленная электронная пара и отрицательный заряд занимают р-орбиталь, а три атома водорода и атом углерода лежат в одной плоскости, причем связи образуются за счет перекрывания хр -х-орбиталей. В третьей структуре гибридизации орбиталей углерода не происходит, и С — Н-связи образованы за счет р-орбиталей углерода, а пара электронов занимает 2х-орбиталь. Из этих трех возможных структур наиболее вероятна структура, характеризующаяся 5р -гибри-дизацией, и, следовательно, для насыщенного карбаниона следует принять пирамидальную конфигурацию. [c.57]

ЧТО соответствует трехсвязному атому бора, который и имеется обычно в его соединениях. Из трех возможных 2/>орбит для образования атомной связи, конечно, могут быть использованы Только две, так как третий электрон отсутствует ( р -гибриды, угол 120°, см. стр. 213). Если еще один электрон доставляется за счет неподеленной электронной пары кислорода (или азота), то получается следующая атомная конфигурация бор-аииона [c.185]

Как было показано, молекулы типа АХ Ь, в которых центральный атом имеет шесть электронных пар, одна из которых неподе-лена, имеют конфигурацию квадратной пирамиды, и неподеленная пара, как и следовало ожидать, вызывает удлинение экваториальных связей из-за увеличения отталкивания. Это имеет место, например для ЗЬС , где длина экваториальной связи равна 2,62 А, а полярной — 2,36 А. Однако для двух других изученных молекул этого типа наблюдается обратное положение. Экваториальные и полярные длины связей для Вгр5 и ЗЬР.Г равны соответственно 1,68 1,79 и 2,02 2,08 А. Следовательно, для молекул этого типа в настоящее время не может быть предсказано влияние неподеленной пары на длину связей. [c.221]

Известно, что металлы составляют основную часть всех элементов ( — 75%) периодической системы. Для них, как пранило, характерны низкие значения потенциалов ионизации и в связи с этим легкость образования положительных ионов. Металлы, а тем более их положительные ионы, имеют во внешнем электронном слое несколько вакантных орбиталей. Поэтому атом или ион металла может взаимодействовать по донорно-акцепторному механизму с нейтральными молекулами или нонами, обладаюшими неподеленной парой электронов. Последние называют лигандами. Говорят, что они координированы центральным атомом. Соединения, построенные по такому принципу, называются комплексными или координационными соединениями. Так, например, ион М может образовать комплексное соединение за счет вакантных орбиталей — одной 35- и трех Зр-. Атом никеля, электронная конфигурация которого [Ar]4s Зii имеет три вакантные 4р-орбитали и может с небольшой затратой энергии перейти в состояние с дополнительной вакантной З -орбиталью [c.85]

Вопро о конфигурации отрицательно заряженного углеродного гома, имеющего кроме трех ковалентных связей неподелен-ую электронную пару, пытались решить (так же как и в других 1учаях, стр. 239 и 729) путем выяснения способности к существо-1НИЮ в оптически деятельном виде карбанионов, имеющих при от-ицательно заряженном углероде три различных заместителя. Одна-э в этом случае дело обстоит сложнее, чем в ранее рассмотренных, акое же количество электронов на внешней валентной оболочке )держит атом азота в аминах и атом серы в солях сульфония [c.241]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология