Углерода атом, распределение электронов

Судя по влиянию заместителей перного рода на распределение электронной плотности в ядре, можно предвидеть, что они будут облегчать атаку электрофильного реагента на ядро и направлять его в пара- и орто-положения. В то же время атака нуклеофильного реагента на атом углерода ядра заместителями первого рода затрудняется и направляется в. мета-положение. По силе влияния электроно-донорные заместители можно расположить в ряд [c.247]

Различие в связях с атомом азота двух атомов кислорода не наблюдается. Нитрогруппа резко полярна и существенно влияет на распределение электронов в молекулах. Так, нитрогруппа, введенная к атому углерода, находящемуся в кольце бензола, активизирует атомы углерода, расположенные относительно нее в мета-иоло-жении [c.480]

Отступление от правила ориента,ции в данном случае авторы объясняют следующим образом гидроксильная группа в бензольном кольце увеличивает плотность электронного облака о- и п-атомов углерода бензольного кольца При действии на однозамещенный бензол электрофильным реагентом электро-фильная группа реагента (в случае нитрования фенола это будет группа NO2) при реакциях замещения направляется к тому атому бензольного кольца, у которого имеется повышенная электронная плотность Образование комплекса BFg с фенолом будет сказываться на распределении электронной плотности в бензольном кольце Плотность электронного облака J о- и п-атомов углерода должна быть уменьшена, а следовательно, и орто- и пара-положения должны быть пассивированы в связи с образованием трехвалентного положительно заряженного атома кислорода в комплексе с BFg по схеме [c.167]

До сих пор рассматривалось такое положение, когда изолированный атом в возбужденном состоянии имеет два, три или четыре неспаренных электрона. К сожалению, нельзя проверить наши предсказания радиального или углового распределения электронов для изолированных атомов, но можно изучить молекулы, образованные этими атомами. Предполагают, что в ковалентных молекулах, в которых неспаренные электроны одного атома становятся спаренными с электронами окружащих атомов, электроны с параллельными спинами находятся как можно дальше друг от друга в соответствии с принципом Паули и принципом неразличимости. В качестве примера рассмотрим атом неона, у которого есть четыре пары электронов во внешней оболочке. Леннард-Джонс на основе принципа Паули предсказал, что наиболее вероятной конфигурацией каждой четверки электронов с параллельными спинами является тетраэдр. Далее, если пренебречь кулоновским отталкиванием, то не будет корреляции между двумя конфигурациями электронов с противоположными спинами, и их можно будет равновероятно найти в любой ориентации друг относительно друга. Однако следует напомнить, что у электронов с противоположно направленными спинами существует определенная тенденция к стягиванию, которому препятствует кулоновское отталкивание корреляция зарядов). Метода проверки такого взгляда на атом неона нет. Однако интересно отметить, что Ме, Аг, Кг и Хе имеют в твердом состоянии структуру с плотной кубической упаковкой, подобной тетраэдрическому метану, а не плотную гексагональную упаковку, найденную для гелия, хотя ранее для всех инертных газов последняя структура ожидалась в предположении, что их атомы должны быть сферическими . Теперь рассмотрим метан, в котором углерод может быть гипотетически представлен как с электронной конфигурацией неона. Когда четыре протона присоединяются к С , образуя СН4, притяжение протонов к электронам приводит к совмещению двух независимых четверок электронов, расположенных в вершинах тетраэдров. Так как молекула метана действительно тетраэдрическая, то это предсказание оправдывается, хотя механизм образования молекулы метана проверить нельзя. Суммируя все сказанное, можно считать, что наиболее вероятное расположение п электронов с одинаковыми спинами будет также и наиболее вероятным расположением п пар электронов. [c.205]

Первый максимум на кривых распределения электронной плотности при Н = 1,5 А соответствует длине связи С—С второй при 7 = 2,35 А — расстоянию С...С, взятому через один атом углерода. Третий и четвертый максимумы соответствуют расстоянию между атомами углерода через два и три атома в рассматриваемых молекулах. Валентный угол С—С—С в молекуле равен 103°. [c.221]

Атом хлора, введенный вместо водорода в молекулу бензола или другого ароматического соединения, вызывает изменение распределения электронной плотности облаков всех атомов углерода в бензольном кольце. Так, после введения атома хлора наибольщую реакционную способность получают атомы углерода, расположенные в орто- и пара-положении. [c.454]

До сих пор рассматривались я-связи, возникшие между определенными атомами и поэтому являюш,иеся локализованными (пара электронов, обеспечивающих и-связь, принадлежит двум определенным атомам). Иным оказалось распределение электронной плотности в молекулах бензола и его производных. Спектральный анализ позволил выяснить, что молекула бензола имеет ось симметрии шестого порядка (об элементах симметрии см. гл. IV). Она представляет собой плоский правильный шестиугольник, в вершинах которого находятся атомы углерода. Каждый атом С имеет трех соседей в этом [c.98]

Распределение электронной плотности в молекуле ацетамида определяется конкуренцией атомов О и N в соответствии с их сродством к электрону. Смещение неподеленной пары электронов атома азота к атому углерода карбонильной группы является причиной понижения основных свойств аминогруппы ацет амида сравнительно с аминогруппой в амине [c.146]

Хотя целостность молекулы поддерживается ковалентными связями, многие важнейшие свойства биологических соединений определяются значительно более слабыми связями. Среди этих нековалентных связей особенно важны водородные и гидрофобные. Водородные связи обусловлены электростатическим притяжением, возникающим нз-за неравномерного распределения электронов между атомами, участвующими в образовании ковалентной связи например, в молекуле воды электроны, образующие связь Н—О, немного смещены к атому кислорода. В результате на атоме водорода создается небольшой нескомпенсированный положительный заряд, а на атоме кислорода — небольшой отрицательный. Наличие такой поляризации иногда указывают стрелками, заменяющими изображение химических связей используются также обозначения б+ и 6 . Молекулы с сильно поляризованными связями называют полярными, как и функциональные группы, в которых имеются такие связи. Им противопоставляют неполярные группы, такие, как —СНз-группа здесь образующие связь электроны почти равномерно распределены между атомами углерода и водорода. [c.76]

Атомы водорода симметрично расположены вокруг углерода в молекуле метана. В молекуле воды две электронные пары остаются неподеленными, т. е. принадлежат атому кислорода. Это приводит к асимметрии в распределении электронного заряда и к отклонению угла связи О—Н от тетраэдрического угла 109,5°. [c.25]

В данном случае можно предположить атаку пр атому углерода двойной связи, связанному с атомом галогена. Различное направление атаки, по-видимому, связано с изменениями в распределении электронной плотности в исходных фторолефинах и промежуточных радикальных состояниях. [c.172]

Рассмотрим теперь метилхлорид. В этой молекуле атом хлора также образует связь за счет своей Зр-АО, занятой одним электроном, но на этот раз электроны связи поделены неравномерно. Связь углерод-хлор полярна, причем хлор заряжен отрицательно. Это значит, что атом хлора получает большую часть электронов связи. Такой атом хлора занимает промежуточное положение между состоянием хлора в молекуле I2 и в ионе С1 следовательно, можно ожидать появления ядерного квадрупольного резонанса при частотах, меньших, чем для I2 или атома С1. Это и наблюдается в действительности (табл. 10). Более того, если нарушить распределение электронов в связи С—С1 путем замещения атомов водорода в метиле на группы +/ или —/, то частоты ядерного квадрупольного резонанса изменяются в ожидаемую сторону заместители -f/ повышают частоту ядерного квадрупольного резонанса, делая связь СС1 менее полярной заместители —/ понижают частоту (табл. 10). [c.95]

Однако вычисления потенциалов ионизации с помощью этого модифицированного метода не имеют большого значения, поскольку исходный метод Хюккеля обладает тем недостатком, что он непригоден для расчетов систем, в которых имеются электрические заряды. Очевидно, что положительно заряженный ион должен иметь более высокий потенциал ионизации, чем атом, из которого этот ион получается. Поэтому кулоновские интегралы атомов углерода должны зависеть от формального заряда на этих атомах. Этот эффект не особенно существен в нейтральных молекулах или радикалах, где на отдельных атомах имеются лишь небольшие остаточные заряды, обусловленные неравномерным распределением электронов. Но в ионах такие эффекты могут оказаться очень существенными. Вычисление разности энергий нейтральной молекулы и иона, образующегося из нее с потерей электрона, не имеет смысла без учета изменений значений а для атомов углерода, несущих значительные доли формального положительного заряда иона. [c.111]

Рассмотренные результаты, которые иллюстрируют сильное влияние распределения электронной плотности в молекуле адсорбата на характер процессов адсорбции, подтверждают и исследования УФ-спектров [161]. В пользу этих выводов говорят также данные, полученные при адсорбции цеолитами NaX и СаХ анилина и ди-фениланилина из растворов в четыреххлористом углероде и додека-не [166]. Изучение электронных спектров адсорбированного N, N-диметиланилина также показало, что адсорбированные молекулы в первую очередь взаимодействуют с адсорбционными центрами через атом азота [165]. [c.263]

В ультрафиолетовых спектрах альдегидов и кетонов содержится слабая полоса поглощения при 280—300 нм, соответствующая запрещенному - л -переходу, т. е. перемещению несвязанного электрона, локализованного на кислороде, на свободную л -орби-таль. Возникающее распределение электронов означает, что ,л -возбужденные состояния напоминают алкоксирадикалы, поскольку имеют достаточно электрофильный кислород и нуклеофильные карбонильные атомы углерода. В ароматических и а,р-непредельных альдегидах значительно сильнее выражен я- -л -переход, обладающий сходной энергией, так что эти соединения могут вступать в реакции как в п,л -, так и в л,л -состоя-нии последнее характеризуется меньшей электрофильностью атомов кислорода, что понижает его способность отщеплять атом водорода от субстрата. [c.749]

Этот подход к решению вопроса о строении диазометана получает более глубокий смысл благодаря тому, что электронные формулы (3)—(5) отличаются одним лишь распределением электронов, но не распределением атомных ядер формула (3) также может удовлетворять условию, согласно которому оба атома азота и атом углерода должны находиться на одной прямой. Формулы, отличающиеся одним лишь распределением электронов, согласно современным воззрениям, представляют собой предельные состояния мезомерной системы [4]. Таким образом, предельные формулы (3) — (5) служат для описания единого, однородного диазометана. Его свойства могут быть учтены на основе одной или [c.92]

Очевидно, что атом углерода при связывании с четырьмя другими атомами не использует одну освободившуюся 25-орбиталц и три 2р-атомные орбитали, поскольку это должно было бы приводить к образованию трех взаимно перпендикулярных связей (с тремя 2р-орбиталями) и одной отличной от них, не имеющей направления связи (со сферически симметричной 25-орбиталью), чего в действительности нет. В таком -соединении, как, например, метан, все четыре СН-связи, как известно, тождественны и расположены симметрично (тетраэдрически) одна по отношению к другой под углом 109°28 Это можно обг/ясиить тем, что одна 25- и три 2р-атомные орбитали объединяются с тем, чтобы образовать четыре новые идентичные орбитали, способные давать более прочные химические связи (см. стр. 21). Эти новые орбитали известны под названием 5/> -гибридных атомных орбиталей, а их возникновение называют, соответственно, гибридизацией. Следует, однако, иметь в виду, что вопреки приведенной выше схеме гибридизация не есть реально протекающий физический процесс термин гибридизация отражает лишь используемый нами способ рассмотрения реального распределения электронов в молекуле, который состоит в том, что реальные орбитали мы рассматриваем как результат объединения 5- и р-орбиталей. [c.20]

Частичное оттягивание атомом хлора электронов связи углерод— хлор приводит к тому, что атом С-1 становится электронодефицитным это в свою очередь вызывает смещение электронов, образующих связь между атомами С-1 и С-2 и далее по цепи. Однако влияние атома С-1 на С-2 меньше, чем влияние атома С на С-1 передача этого влияния быстро затухает в насыщенной цепи и после С-2 становится настолько мала, что его трудно обнаружить. Подобное влияние на распределение электронов в ст-связях известно как индуктивный эффект. [c.32]

Замещение атома водорода в этилене метильной группой ведет к изменению распределения электронной плотности, поэтому молекула пропилена является диполем первый атом углерода является более электроотрицательным по сравнению со вторым (связанным с метильной группой) [c.89]

Равномерное распределение электронных плотностей всех связей С—С в бензоле можно представить схемой, изображенной на рис. 36. Каждый атом углерода связан с двумя соседними при помощи хр -электронов, а также р-электронов. Облака последних, имеющие форму объемных восьмерок (рис. 36, а расположены в направлениях, перпендикулярных плоскости, в которой расположена молекула, причем облако каждого р-электрона в одинаковой степени перекрывается двумя облаками соседних р-электронов (рис. 36, б). Такое расположение электронных облаков и обусловливает специфику связи С—С в бензоле, так называемой ароматической связи. [c.112]

На рис. 2 представлено распределение электронной плотности для дигидрата щавелевой кислоты для рассмотрения ее упомянутыми ранее авторами была привлечена теория резонанса. Не останавливаясь на критике теории резонанса, так как этот вопрос детально рассмотрен в докладе, я перейду к характеристике полученных экспериментальных данных. Атом углерода связан более прочно с атомом кислорода С, чем с атомом кислорода В последний имеет некоторую деформацию линий плотностей 1,5 и 2 в сторону атома А, что дает возможность предполагать, что атом В составляет группу ОН. В точке А расположена молекула НдО, что можно видеть по треугольной форме этой группы. Структуру этого соединения можно представить следующим образом [c.196]

Пример. Рассмотрим атом углерода С . Его электронное состояние (15) (25) (2р) .Распределение электронов по группам дает (15) (2,52р) . Тогда 15 -= 0,3, 2эф(1) = 6-0,3 = 5,7 у282р = 0,85-2 + 3-0,35 - 2,75, 6-2,75 = 3,25. [c.16]

По электроотрицательности кремний приблизительно равен олову и занимает последнее место в ряду >Ge>Si ( Sn). Значения электроотрицательностей (ЭО) по Полингу у кремния и германия одинаковы и равны 1,8, в то время как у углерода ЭО = 2,5. Соответствующие значения по Оллреду и Рохову составляют С — 2,5 Ge — 2,02 Si—1,74 Sn—1,72. Если, следуя Полингу, найти разность ЭО кислорода и кремния, то окажется, что эта разность (3,6—1,8= 1,8) отвечает связи, имеющей приблизительно 50% ионности. Это, конечно, весьма грубая оценка тем не менее в неорганической химии принято приписывать атому кремния в группах SIO4 заряд +4, а кислородным атомам — заряд —2. При точных расчетах распределения электронной плотности в силикатах (Фам-Куанг-Зы, 1978) заряды на атомах кислорода получаются значительно меньшими. [c.170]

Раньше полагали, что атом углерода в изонитрильной группе двухвалентен (так же, как в окиси углерода СО). По современным представлениям, в изонитрильной группе между азотом и углеродом имеется тройная связь, но особого характера. В ней две пары электронов образованы электронами азота и углерода, а третья пара взята только от азота. У атома углерода сохраняется неподеленная электронная пара (стр. 27). В результате такого распределения валентных электронов азот изонитрильной группы несет положительный заряд, а углерод — отрицательный. Строение изоцианистоводородной кислоты можно представить формулами [c.300]

Начиная с углерода атомные состояния делаются более сложными. Углерод имеет два электрона на 2р-уровнях с составляю-, щими орбитального момента = +1,0—1. Два электрона могут быть различным образом распределены на этих уровнях (рис. 7). Как видно, всего имеется девять различных конфигураций. При каждом нз распределений полный спин равен 1 или О в зависимости от того, параллельны или антипараллельны спины р-электронов, соответственно чему атом находится в тр плетном или синглетном состоянии. Кроме того, каждая конфигурация имеет орбитальный момент, 2-компонента которого равна просто сумме орбитальных моментов обоих электронов. Он указан в нижней строке рис. 7. Чтобы найти атомные состояния, вспомним, что каждое состояние имеет орбитальный момент с составляющими т, = —I, —/ + 1,. . . О,. . . Л- I. Поэтому мы должны сгруппировать вместе те конфигурации, для которых различные знаг чения принадлежат одному и тому же значению /. [c.30]

До снх пор рассматривались я-связи, возникшие между определенными атомами и поэтому являющиеся локализованными (пара электронов, обеспечивающих я-связь, принадлежит двум определенным атомам). Р1ным оказалось распределение электронной плотности в молекулах бензола и его производных. Спектральный анализ позволил выяснить, что молекула бензола имеет ось симметрии шестого порядка (об элементах симметрии см. гл. IV). Она представляет собой плоский правильный шестиугольник, в вершинах которого находятся атомы углерода. Каждый атом С имеет трех соседей в этом случае происходит sp -гибридизация трех его электронных облаков. Три гибридных облака образуют а-связи под углом 120° с двумя соседними атомами углерода и с атомом водорода,, У каждого атома С остается по одному негнбридизироваиному р-электрону, об- [c.121]

Таким образом, восстанавливается винильная группа в производных пиридина несколько легче, чем в производных стирола, когда она соединена с бензольным кольцом. Это связано с тем, что атом азота в пиридине, как более электроотрицательный, чем атом углерода, оттягивает электроны, и углеродные атомы имеют более низкую электронную плотность, чем в молекуле бензола. Неравномерное распределение электронов в пиридине обусловливает и появление у его молекул дипольного момента (около 2,2 Д). Такое полярографическое поведение производных пиридина соответствует и большей реакционной способности его по сравнению с бензолом в отношении к нуклеофильным реагентам в обычных химических реакциях. При этом нуклеофильные реагенты (например, амид натрия) атакуют положения а и у, имеющие наиболее низкую электронную плотность в молекуле пиридина. Известно также, что атомы галогенов в а- и у-положениях пиридиниевого цикла являются сильно реакционноспособными. [c.126]

Применительно к карбониево-ионному механизму это означает, что возникновению свободных ионов карбония предшествует образование промежуточного соединения, в котором расстояние между уходящим нуклеофилом и атомом углерода больше, чем в исходной молекуле. В этом промежуточном соединении внутреннее распределение электронов и характер взаимодействия с растворителем в большей степени соответствуют разделенным ионам и Х, чем молекуле НХ. Такое промежуточное соедине-ние называют ионной парой. Если карбониевый атом углерода асимметричэн, ионная пара в момент своего образования также должна быть асимметричной. [c.202]

Необходимо еще раз отметить,что любая попытка использования имеющихся расчетов электронной плотности молекулы пурина для предсказания химических реакций должна быть сделана с большой осторожностью. Наличие различных функциональных групп, естественно, изменяет распределение электронов в молекуле. Был выполнен расчет электронной плотности для енольной формы мочевой кислоты [22]. Наиболее реакционноспособным центром по отношению к электрофильным и радикальным реакциям оказался углерод в положении 8, а наиболее подверженным нуклеофильной атаке — 6-углеродный атом ядра. Такого типа сведения представляют для химика органика не больше чем академический интерес, так как мочевая кислота существует исключительно в кето-форме и до сих пор не известно замещение оксигрупп электрофильными или нуклеофильными реагентами. Можно надеяться, что будут предприняты расчеты таких реакционноспособных молекул, как 2,6,8-трихлорпурин, и химики смогут экспериментально проверить полученные результаты. Вполне возможно, что в будущем расчеты электронной плотности азотсодержащих гетероциклических систем удастся экспериментально проверить, коррелируя данные магнитного резонанса на ядрах С с величинами электронной плотности на атомах углерода. Такие надежные данные могут иметь большое значение при изучении химической реакционной способности соединений. [c.213]

Схематически распределение электронной пл тности в альдегидах и кетонах с учетом передачи электронного влияния электроннодефицитного атома углерода карбони рьной группы по а-связям представлено ниже (атом водорода, указанный в скобках, может быть замещен на органический радикал). [c.184]

Наличие полярной связи углерод—галоген сказывается на общем распределении электронной плотности в молекуле. Например, в молекуле 1-хлорпропана атом хлора, являясь электроноакцептором, опягивает электронную плотность от связанного с ним атома углерода С-1. Атом С-1, потерявший часть своей электронной плотности, стремится восполнить ее недостаток, оттягивая в свою очередь электронную плотность от соседних с ним атомов С-2 и С-3. В результате происходит передача электронного влияния атома хлора по цепи с1-связей, т. е. возникает индуктивный эффект (см. 1.3). [c.141]

Реакция начинается с протонирования молекулы карбонильного соединения. В качестве основного центра выступает атом кислорода оксогруппы, имеющий неподеленную пару электронов. В образовавшемся катионе заряд делокализован на атомах кислорода и углерода карбонипь-иой группы. Резонансные (мезомерные) структуры в данном случае демонстрируют распределение электронной плотности в катионе. [c.239]

Условия для существования примесных центров могут быть созданы различными способами, (а) Замещение атома основной решетки на элемент с нормально большей валентностью вызывает появление избыточного положительного заряда и связанного с ним электрона. Наиболее ярким примером примесей этого типа являются примеси в германии и кремнии. В ряду углерод, кремний и германий образуются ковалентные структуры с алмазной решеткой. Тепловое воздействие посредством фононного механизма может вызывать появление собственной проводимости в этих веществах. Однако если элемент с валентностью, которая нормально больше четырех, замещает атом в такой решетке, то плотность его электронного облака будет стремиться принять тетрагональное распределение, характерное для алмазной решетки. Чтобы была достигнута такая форма распределения электронного облака, элемент образует частично ионные связи, причем получается однократно заряженный ион совместно с квазисвободным электроном, расположенным около атома примеси. Энергия связи этого электрона меньше энергии связи в вакууме в К раз, где К — диэлектрическая постоянная среды. Следовательно, такие дефекты в основном ионизированы. Это характерно для полупроводников п-типа. (б) Замещение атома в решетке полуметалла на элемент с валентностью, нормально более низкой, производит эффект, обратный только что рассмотренному. Для того чтобы распределение электронного облака было близким к тетрагональному, элемент должен приобрести добавочный электрон, который он получает из кристаллической решетки вблизи от своего местоположения. В результате образуется положительная дырка, локализованная около атома примеси. Как и ранее, энергия связи положительных дырок станет меньше в К раз и, следовательно, дырки будут в основном ионизированы. Это типично для примесных дырочных полупроводников, (в) Вакансии в решетке и атомы или ионы в междуузлиях. Так как дефекты решетки подробно рассматриваются в другой главе этой книги (гл. 2), мы остановимся только на отдельных моментах. [c.171]

Благодаря своему большему ядерному заряду атом азота более электроотрицателен, т.е. более эле1 тронопритягивающий, чем атом углерода поэтому электронная плотность у атома азота пиридинового ядра больше, чем у атомов углерода. Это неравномерное распределение электронов в молекуле проявляется в сравнительно большом дипольном моменте, а именно 2,2 Ь. [c.588]

Знаки в нижней части таблицы зависят от природы заместителя. Верхний ряд знаков отвечает электроположительному заместителю (N02), а нижний — электроотрицательному (С1). После приближенного решения задачи о распределении электронной плотности в молекуле Хюккель попытался установить соотношение между строением и реакционной способностью рассматриваемой молекулы. При этом он использовал наглядную модель в хлорбензоле электроны как бы выталкиваются преимущественно от атомов углерода в орто- и пара-положении к замещенному атому углерода. Поэтому на работу по удалению протона из его нормального положения (в бензоле) накладывается отталкивание в орто- и пара-положениях и притяжение в мета-положении. Однако такой подход позволил Хюккелю объяснить не только различиемежду заместителями 1-го и 2-го рода, но и между орто- и пара-по-ложениями в монозамещенных соединениях бензола, а также качественно и реакционную способность дизаме-щенных производных бензола. [c.53]

Распределение электронной плотности мо лекуле ферроцена по данным рентгеноструктурного анализа. Отчетливо видно, что атом железа расположен между двумя кольцами, причем расстояния между ним и любым атомом углерода совершенно одинаковы. Эти измерения окончательно подтвердили сэндвичевую структуру ферроцена. [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология