Почему образуются химические связи

Приведите формулы, выражающие электронную конфигурацию атома углерода 1) в возбужденном состоянии, 2) в основном состоянии, 3) карбокатиона (С+), 4) карбаниона (С ). Объясните, почему углерод не образует химические связи по донорно-акцепторному механизму. Каковы значения углов между осями орбиталей в карбокатионе и карбанионе [c.6]

Почему полиэтилен химически инертен Каким образом химическая инертность сказывается ка полезных свойствах полиэтилена Как химическая инертность связана с загрязнением окружающей среды использованным полиэтиленом [c.750]

Атомы большинства элементов не способны существовать в индивидуальном состоянии, сами по себе, а взаимодействуют друг с другом, образуя многочисленные и разнообразные соединения. Теория химической связи помогает нам ориентироваться в безбрежном океане соединений, она объясняет, какие атомы и в каких соотношениях соединяются друг с другом, насколько прочны образующиеся химические связи и как они направлены по отношению друг к другу, а главное, почему образуются химические связи. [c.42]

Учение о химической связи должно ответить на вопросы почему атомы объединяются в молекулы, кристаллы Почему химические соединения имеют тот или иной состав, то или иное строение Почему, например, атомы водорода объединяются в двухатомные молекулы, атомы углерода образуют кристалл алмаза, а атомы натрия и хлора — ионный кристалл хлорида натрия [c.41]

ПОЧЕМУ ОБРАЗУЮТСЯ ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ [c.74]

Объясните, почему, несмотря на взаимное отталкивание электронных орбиталей (как несущих одинаковые заряды), они все же притягиваются и образуют химические связи. [c.40]

Дальтон использовал данные Гей-Люссака для доказательства того, что равные объемы газов не содержат равного числа молекул это было еще одной его ошибкой, подобно правилу простоты. Рассуждения Дальтона иллюстрируются при помощи рис. 6-6,я. По иному пути пошел итальянский физик Амедео Авогадро (1776-1856). Он исходил из предположения, что равные объемы любых газов (при одинаковых температуре и давлении) содержат равное число молекул. Как показывает рис. 6-6,6, это предположение требует, чтобы газы таких реагирующих между собой элементов, как водород, кислород, хлор и азот, состояли из двухатомных молекул, а не просто из изолированных атомов. Если бы идеи Авогадро, опубликованные им в 1811 г., сразу же получили признание, это избавило бы химию от полувекового периода путаницы. Однако для большинства ученых идеи Авогадро представлялись всего лишь шатким предположением (равное число молекул в равных объемах), основанным на еще более шатком допущении (о двухатомных молекулах). В те времена представления о химической связи почти всецело основывались на учете сил электрического притяжения или отталкивания, и ученые с трудом могли представить себе, чтобы между двумя одинаковыми атомами могло возникнуть какое-либо другое взаимодействие, кроме отталкивания. Но если они все же притягиваются друг к другу, почему же тогда не образуются более сложные молекулы, как, например, Н3 или Н4 Шведский химик Йенс Якоб Берцелиус (1779-1848) пытался использовать данные о парах серы и фосфора, чтобы опровергнуть идеи Авогадро. Однако Берцелиус не понимал, что в этих случаях он имел дело как раз с примерами еще более сложных агрегатов (8 и Р4). Сам Авогадро не мог помочь делу он пользовался настолько путаной терминологией, что иногда казалось, будто он говорит о расщеплении атомов водорода (атомы он называл простыми молекулами ), а не [c.285]

Почему и как образуется химическая связь Принципиальный ответ на эта вопросы был дан в 1927 г. Детальная же разработка проблемы продолжается до настоящего времени)). [c.78]

Экспериментально установлено, что из всех элементов только инертные элементы (элементы VUI группы) в газообразном состоянии состоят из отдельных атомов. Почему же одни атомы образуют молекулы, а другие не образуют Очевидно, при сближении двух (или более) атомов между -ними образуется химическая связь только в том случае, если энергия системы при втом понижается, так как в соответствии с принципом наименьшей энергии всякая система стремится к максимально устойчивому состоянию, в котором ее энергия минимальна. [c.19]

Теория химической связи должна показать, как валентность атомов определяется другими их свойствами, и объяснить, почему, например, благородные газы не образуют химических связей, а марганец имеет переменную валентность, почему и в каких случаях образуются комплексные соединения. Должен быть объяснен огромный материал по химической активности различных соединений, по теплотам реакций и т. п. [c.320]

Химической св.язью называют силы, удерживающие атомы в молекулах или кристаллах. Для того чтобы между двумя атомами образовалась химическая связь, необходимо, чтобы энергия системы пз двух атомов была ниже, чем энергия отдельных атомов. Следовательно, объяснить причину образования химической связи — значит, объяснить, почему при ее образовании энергия системы понижается. [c.121]

Как мы видим на рис. 16-2, при соединении двух атомов водорода возникают две новые силы отталкивания и две новые силы притяжения. Опыты показывают, что образуется химическая связь энергия притяжения преобладает над энергией отталкивания. Почему это так Объяснение заключается в подвижности электронов. Электроны не занимают фиксированных [c.411]

Теперь ды можем сказать, почему между двумя атомами фтора образуется химическая связь. Во-первых, сродство к электрону атома фтора делает энергетически выгодным присоединение еще одного электрона. Во-вторых, два атома фтора могут использовать часть этого сродства, [c.420]

Почему атомы гелия не способны образовывать химические связи, в, то время как ионы Не+образуют химические связи с атомами кислорода (Не — 0)+ [c.9]

При объяснении строения фтора и азота кадры диафильма позволяют понять, почему при образовании молекулы фтора образуется одна химическая связь, а при образовании азота — три. С этой целью приводятся электронные формулы атомов (схематическое изображение заполнения квантовых ячеек). Учитель уточняет, что только неспаренные электроны атомов участвуют в образовании неполярной ковалентной связи. Приведенные схемы перекрывания электронных облаков, символические схемы образования молекул из одиночных атомов, а также величины энергий связи обеспечивают более глубокое понимание сложных теоретических вопросов. [c.124]

Современная теория химической связи дает удовлетворительные ответы на следующие основные вопросы 1) Почему и каким образом из свободных атомов образуются молекулы 2) Почему атомы соединяются друг с другом в определенных соотношениях 3) Каковы эти соотношения для различных химических элементов 4) Какова геометрическая форма молекул и как она связана с электронной структурой составляющих ее атомов [c.31]

Какая химическая связь называется водородной Между молекулами каких веществ она образуется Почему НгО, имея меньшую молекулярную массу, плавится и кипит при более высоких температурах, чем ее аналоги [c.381]

Химическая связь образуется, если перекрывающиеся орбитали имеют одинаковую симметрию относительно линии связи. Последнее условие требует, чтобы волновые функции перекрывающихся частей орбиталей имели одинаковый знак. Исходя из условий симметрии комбинация орбиталей, например типа, показанного на рис. 25, к образованию связи не приводит, так как в этом случае имеет место нулевое перекрывание — положительное перекрывание полностью компенсируется отрицательным перекрыванием. Теперь ясно, почему важно знать не только форму и размер электронных облаков, но и знак волновой функции в соответствующих частях орбитали. [c.63]

Перейдем теперь к коренной проблеме теоретической химии. Что такое химическая связь Что связывает атомы в молекуле Почему одни комбинации атомов стабильны, а другие — нет Почему, например, устойчива молекула Нг, а не Нз (насыщение химической связи) Почему инертные газы не образуют двухатомных молекул На все эти вопросы может дать ответ только квантовая химия. Поскольку все эти проблемы представляют собой в известной мере сущность химической науки, каждому начинающему химику необходимо уяснить себе основные подходы к решению этих проблем. [c.75]

Объясните с точки зрения теории химической связи, почему существует молекула Hj, но не образуется а) молекула Н, б) молекула Не . Существуют ли частицы Hj и [c.112]

Центральный вопрос химии — это вопрос о строении веществ, который прежде всего предполагает выяснение природы химической связи между атомами, образующими молекулы. Почему атомы соединяются в молекулы Почему у образовавшейся молекулы появляются определенные новые свойства [c.37]

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]

Теория химической связи за последние полвека претерпела значительные изменения, которые были обусловлены стремлением повысить эффективность теории в применении к более широкому кругу химических соединений и дать наиболее удовлетворительный ответ на основные вопросы. I. Почему и каким образом из свободных атомов образуются молекулы 2. Почему атомы соединяются друг с другом в определенных соотношениях и каковы эти соотношения для различных химических элементов 3. Какова геометрическая форма молекул и как она связана с электронной структурой образуюш их ее атомов [c.169]

Все свойства (физические, химические, спектральные и т. п.) молекулярного водорода отличны от атомарного. А, по Менделееву, в результате химического взаимодействия образуется тело, отличное от взаимодействующих веществ. Еще большее различие в свойствах, например, металлической меди (атомы связаны металлической связью) от свойств составляющих атомов меди. Вообще кажется странным, почему классическая химия считает, что в результате процесса Н+Р Н—Р образуется химическое соединение, а в процессе Н- -Н- Н—Н или Р+Р Р—Р оно не возникает Это по меньшей мере не логично. Естественно признание как гетероатом-ных (например, НР), так и гомоатомных химических соединений (Н2, р2, металлы и т. п.). [c.30]

Принципиальная цель физической химии состоит в том, чтобы объяснить строение молекул и силу химических связей. Теория валентности объясняет причины, почему атомы образуют разное [c.508]

Уравнения (12.10) показывают, что в ряде случаев энергия, приобретаемая образовавшимся в результате распада ядром, соизмерима, а иногда и значительно превышает энергию химической связи и скрытую теплоту испарения. Вот почему при радиоактивном распаде может происходить значительное нарушение кристаллической решетки. Кроме того, ядра отдачи могут разрушать соседние с распавшимся атомом молекулы. Таким образом, в кристалле радиоактивного вещества могут происходить более или менее значительные химические изменения. [c.213]

Гибридизация одной s- и трех р-орбиталей (sp -гибридизация), как уже указывалось, объясняет валентности углеродного атома. Образование sp -гибридных связей характерно также и для аналогов углерода — кремния и германия валентности этих элементов также имеют тетраэдрическую направленность. Может возникнуть вопрос — если гибридные орбитали обеспечивают большую концентрацию электронного облака между ядрами и, следовательно, более прочную связь, то почему они не возникают в НаО л NH3 На да шый вопрос следует ответить, что направленность связей в этих соединениях также можно объяснить sp -гибридизацией. Такой подход является даже более точным, чем изложенный на стр. 161 и 162. Не следует, однако, забывать, что оба подхода являются приближенными. При образовании молекулы HjO атом кислорода люжет приобретать конфигурацию наружного слоя где Ф2, Фз и — sp -гибридные волновые функции верхние индексы указывают количество электронов, занимающих данную орбиталь. Таким образом, две из четырех гибридных орбиталей атома кислорода заняты неспаренньши электронами и могут образовать химические связи угол между этими связями должен составлять 109,5°. Это значение ближе к экспериментальному (104,5°), чем величина 90°, даваемая схемой, рассмотренной на стр. 161. Однако если на стр. 161—162 пришлось объяснять отклонение теоретической величины от экспериментальной для молекулы HjO, то здесь нужно объяснить, почему углы между связями у аналогов воды HjS, HaSe и НаТе заметно отличаются от 109,5°. Это объясняется действием ряда факторов. В частности, в соединениях, содержащих большие атомы, связь слабая и выигрыш энергии в результате образования связи гибридными орбиталями не компенсирует некоторое возрастание энергии s-электронов, обусловленное их переходом на sp -гнбридные орбитали. Это препятствует гибридизации. Кроме того, как показали точные расчеты, при образовании связи Э—Н 25-орбитали кислорода (и азота) сильнее перекрываются с ls-орбиталями водорода, чем 2р-орбита-ли. Для аналогов кислорода, наоборот, сильнее перекрываются р-орбитали. Это обусловливает больший вклад s-состояний (гибридизацию) в образование химической связи в молекуле Н О, чем в ее аналогах. Поэтому валентные углы в H2S, HjSe и НаТе близки к 90°. [c.168]

Перекрыванием каких атомных орбиталей образуются химические связи в молекулах LiF, MgFj, F4 В каком из этих соединений и почему химическая связь более всего приближается к ионной [c.380]

В разд. 8.6 мы уже говорили, что вещества, содержащие неспаренные электроны, обнаруживают парамагнетизм, т.е. способность втягиваться в магнитное поле. Величина парамагнетизма обусловлена числом неспаренных электронов. Вещества, не содержащие неспаренных электронов, диамагнитны они слабо выталкиваются магнитным полем. Таким образом, один из способов установления числа неспаренных электронов в веществе заключается в измерении воздействия магнитного поля на образец данного вещества при помощи способа, схематически показанного на рис. 23.15. Массу исследуемого вещества измеряют сначала в отсутствие магнитного поля, а затем в магнитном поле. Если образец имеет большую кажущуюся массу в присутствии магнитного поля, это означает, что данное вещество втягивается магнитным полем и, следовательно, является парамагнитным. Если же образец имеет меньшую кажущуюся массу в присутствии магнитного поля, это означает, что вещество выталкивается магнитным полем и, следовательно, является диамагнитным. При изучении комплексов переходных металлов представляет интерес выяснение зависимости между числом неспаренных электронов, связанных с конкретным ионом металла, и природой окружающих лигандов. Например, важно понять, почему комплекс Со(Т Нз) не содержит неспаренных апектронов, а комплекс СоРв содержит четыре неспаренных электрона, хотя оба комплекса включают кобальт(1П). Всякая теория, претендующая на правильное описание химической связи, должна давать удовлетворительное объяснение этому наблюдению. [c.387]

Но все подсчеты, сделанные для газовых сред и с помощью различных приближений распространенные на жидкости, приводят к общему важному заключению, что ван-дер-ваальсовы силы рассмотренных выше типов вносят лишь незначительный вклад в общую энергию связей между частицами жидкости. Особенно убедителен расчет для воды (см. М. И. Шахпаронов). Приняв диаметр молекулы воды равным приблизительно 0,28 нм, получаем для усредненной энергии дипольного взаимодействия 797 Дж/моль, лондоновского—140 и поляризационного 42 Дж/моль, т. е. всего 979 Дж/моль, тогда как при испарении одного моля воды поглощается 42 000 Дж/моль. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия таким образом обусловливают всего около 2% энергии связей в воде. К этому можно добавить, что энергия теплового движения при 300 К составляет приблизительно 2500 Дж/моль — значительно больше, чем энергия ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Вот почему химические взаимодействия между молекулами жидкостей, в результате которых жидкость образует единую химическую систему, представляют особенно большой интерес. Сильные химические взаимодействия, при которых происходит перестройка электронных оболочек, разрываются химические связи и возникают новые связи, сопровождаются большими изменениями запаса энергии системы (порядка 400 кДж/моль) и ведут к образованию соединений, значительно отличающихся по свойствам от исходных. Такой процесс называют химической реакцией. При этом, разумеется, жидкая система может превратиться в пар или твердое вещество. [c.241]

В 1916 г. В. Коссель выдвинул предположение, что при образовании химической связи происходит передача электронов от одного атома к другому в результате образуются заряженные частицы, которые притягиваются друг к другу. Это представление правильно отразило природу ионной (гетерополярной, электровалентной) связи, характерной для большинства неорганических соединений. Однако было ясно, что в таких молекулах, как водород Нз, хлор С1г, метан СН4, и в более сложных органических соединениях природа связи должна быть иной. Основы для понимания этого типа связи были заложены в работах Г. Льюиса и И. Ленгмюра (1913— 1920 гг.), указавших на особую роль октета электронов как устойчивой электронной оболочки и на возможность создания октета не только путем передачи, но и путем обобщения электро1Юв. От этих работ ведет свое начало представление о существовании особого типа связи (ковалентной, гомеополярной), осуществляемой парой электронов. Так валентная черточка классической теории строения получила физическое истолкование. И все же перед учеными продолжали стоять вопросы почему именно электронная пара необходима для создания ковалентной связи, почему устойчив именно октет электронов, в каком состоянии находятся связующие электроны Поиски ответа на эти вопросы с помощью зародившейся в середине 20-х годов квантовой механики явились одним из направлений дальнейшего развития теории химической связи. Для судьбы электронных представлений в органической химии важнейшее значение имело и развитие в другом направлении объяснение с новых позиций богатого экспериментального материала органической химии предсказание новых, еще неизвестных экспериментальных фактов. [c.38]

Теория строения молекул должна дать ответ на некоторые общие вопросы почему образуются молекулы Почему, например, два атома водорода соединяются с образованием молекулы водорода Нг, тогда как два атома гелия не соединяются Что такое химическая связь Почему молекулы имеют определенную форму Почему, например, молекула синильной кислоты H N линейна, в то время как молекула воды НОН нелинейна [c.47]

Почему же в одном и том же растворе одни молекулы расщеплены, а другие нет Ведь прочность химической связи между ионами во всех молекулах СиСЬ одна и та же. Очевидно, электролитическая диссоциация — процесс обратимый. Молекулы все время распадаются на ионы, а ионы противоположного знака (ионы меди и ионы хлора), встречаясь в растворе, притягиваются друг к другу и вновь образуют молекулы СиСЬ. Электролитическая диссоциация относится к обратимым химическим реакциям. Чтобы отметить эту особенность прЪцессов электролитической диссоциации (когда это нужно подчеркнуть), в уравнениях знак равенства заменяют знаком обратимости [c.12]

Почему в процессе синтеза (NH4)2HP 4 необходимо прибавлять аммиак до щелочной реакции Какой продукт может образоваться при недостатке аммиака 2. Каким образом НР04 можно перевести в РО4 3. Какая химическая связь разрушает-ется при термическом разложении (NH4)2HP04 Составьте реакцию термического разложения этой соли. [c.223]

Химическому соединению присуще только ему свойственное химическое или кристаллохимическое строение, В химическом или кристаллохимическом строении главное — это химическая связь, ее природа. Именно химические соединения характеризуются наличием химической связи. С этой точки зрения молекулы и кристаллы, построенные из одинаковых атомов, являются химическими соединениями, Атомы в молекуле водорода связаны ковалентной связью. Все свойства (физические, химические, спектральные и т,п,) молекулярного водорода отличны от атомарного , А по Менделееву, в результате химического взаимодействия образуется тело, отличное от взаимодействующих веществ. Еще большее различие в свойствах, например, металлической меди (атомы связаны металлической связью) от свойств составляющих атомов меди, Вообпд,е кажется странным, почему классическая химия считает, что в результате процесса Н + Г —> Н Р образуется химическое соединение, а в процессе И + Н —+ Н Н или Г + Р —> —> р—Р оно не возникает. Это по меньшей мере не логично. Естественно признание как гетероатомных (например, НР), так и гомоатомных химических соединений (Н2, р2, металлы и т,п,). [c.22]

Долгое время химиков чрезвычайно занимала проблема образования химической связи в координационных комплексах. Во многих отношениях связь в комплексных соединениях ничем не отличается от связи в ковалентных молекулах образование направленных связей в обоих случаях приводит к возникновению линейных, тетраэдрических и октаэдрических структур. И все же координационные комплексы, особенно комплексные ионы переходных металлов, обладают некоторыми свойствами, которые не наблюдаются у большинства обычных молекул. Химикам не давали покоя многие вопросы, касающиеся строения и свойств таких комплексов. Почему, например, некоторые комплексы обладают плоско-квадратной структурой Почему одни комплексы инертны, а другие лабильны Как связана окраска комплексов с природой их лигандов [например, Си (НгО) имеет бледно-голубую окраску, Си(КНз) —темно-пурпурную, а СиС1 — зеленую] Каким образом зависят от природы лигандов магнитные свойства комплексов [скажем, Ре(Н20)б" обнаруживает парамаг- [c.413]

Синтезы циклопентадиенил-аниона и циклооктатетраена, осуществленные в начале двадцатого столетия, совпали с новым пробуждением интереса к природе вещества. Открытие электрона, радиоактивности и атомного ядра активизировали научную мысль успехи в области физики были вскоре использованы при обсуждении строения молекул. Теории Косселя, Лангмюра, Льюиса и других позволили формально описать химические связи с участием электронов. Особенно плодотворной оказалась октетная теория Льюиса, в которой магическому числу восемь приписывалась важнейшая роль в образовании электронной валентной оболочки вокруг атомов. В 1925 г. Армит и Робинсон [17], модифицировав гексацентричесКую теорию Бамбергера на основе электронных представлений, предположили, что ароматический секстет, подобно октету, представляет собой особо устойчивую комбинацию электронов. Как и в случае октета, причина, почему шесть, а не четыре или восемь электронов принимают устойчивую конфигурацию, оставалась непонятной. Примерно в то же время Ингольд [18] предположил, что помимо структур Кекуле в основное состояние бензола могут вносить вклад структуры ара-связанного бензола Дьюара, и таким образом была создана резонансная картина бензола. [c.286]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология