Модели атомов молекул

Взаимодействия атомов и молекул с поверхностями твердых тел в рамках молекулярных моделей принято подразделять на два типа. Взаимодействие типа физической адсорбции имеет место, когда молекула удерживается у поверхности силами Ван-дер-Ваальса, т. е. не происходит перераспределения электрического заряда в системе. Полуэмпирический подход к расчету взаимодействий адсорбент—адсорбат основан на методе атом-атомных потенциалов, согласно которому энергия межмолекулярного взаимодействия представляется в виде суммы энергий парных взаимодействий атомов, а параметры атом-атомных потенциалов определяют исходя из опытных данных. Другой тип взаимодействия атомов и молекул с поверхностями твердых тел представляет хемосорбция. В этом случае происходит перераспределение заряда в системе и образуется химическая связь между поверхностью и субстратом. Хемосорбция представляет наибольший интерес с точки зрения гетерогенного катализа, поскольку катализ имеет донорно-акцепторный механизм [2]. [c.61]

Рис. 7-8. Ацетил-СоА - главный промежуточный продукт, образующийся нри расщеплении питательных веществ в митохондриях. На рисунке изображена нространственная модель этой молекулы (см. также рис. 2-19). 8 - атом серы, образующий с ацетатом тиоэфирную связь. Так как эта связь высокоэнергетическая, ацетатная группа может быть легко перенесена на другую молекулу, такую как оксалоацетат (см.7-14).

Зная расстояния между атомами и углы между связями, можно в простых случаях построить модель молекулы органического вещества и, таким образом, определить ее форму и размеры. При построении модели необходимо помнить, что углеродная цепь молекулы (например, углеводородов парафинового ряда) представляет собой ломаную линию, вследствие чего часть длины молекулы, приходящаяся на один атом углерода, меньше его ковалентного радиуса. Если принять, что ковалентный радиус равен [c.64]

На основании этих данных можно строить модели молекул при помощи срезанных шаров. Число срезов на каждом шаре должно быть равно числу атомов, с которыми атом, изображаемый данным шаром, образует валентные связи. Направления срезов должны быть перпендикулярны направлениям валентностей. Диаметр шара равен межмолекулярному диаметру, а расстояние от центра шара до плоскости среза равно атомному радиусу. Модели некоторых молекул показаны на рис. 47, [c.734]

На рис. VI.12 изображена Рис. VI. 12. Смещение атомов в двух атом- МОДель ДВухатомнОЙ МОЛекуЛЫ ной молекуле относительно положения с равновесным расстоянием равновесия г между ядрами г . В нижней [c.224]

В данном разделе мы рассмотрим ряд простейших молекул общей формулы АХ в рамках одной из таких полезных и эффективных качественных моделей. Атом А находится в центре, а Х-это заместители и необязательно, что все они одинаковы. Все качественные модели обычно упрощают реальную картину, выделяя из многих существующих и взаимосвязанных факторов только несколько или просто один, главный. Мерой успеха подобных качественных моделей является их способность создать согласованную систему правил для интерпретации отдельных структур, а также структурных изменений в рядах сходных молекул однако еще важнее, чтобы такие модели могли правильно предсказывать строение молекул, которые еще не изучены, а возможно еще и не синтезированы. [c.143]

Несмотря на ряд серьезных допущений, представление потенц. энергии с помощью потенциалов Н. в. позволяет с хорошей точностью судить о конформации молекул, равновесной кристаллич. структуре, рассчитывать частоты внутри- и межмол. колебаний, упругие св-ва в-ва, термодинамич. ф-ции, локальную структуру дефектов в кристаллах, ф-ции радиального распределения в жидкостях, вириальные коэф. в газах, параметры адсорбции газов на твердых телах и т. п. Полезным св-вом модели атом-атомных потенциалов является возможность описания одними и теми же потенциалами широкого круга родственных по хим. строению мол. систем ( переносимость потенциалов). [c.200]

Дело в том, что проведенные до сего времени физические исследования (главным образом, рентгеноструктурные) позволяют уверенно строить априорно модели органических молекул. В основе этой конструкторской работы лежит тот факт, что грубо каждый атом может быть охарактеризован двумя радиусами , значение которых не зависит от того, в какую [c.356]

Отметим еще наивную модель Ефименко 1101], которая тем не менее дает вполне разумные результаты. В этой модели атом рассматривается как ядро, имеющее заряд N6, где N — параметр, а вся электронная плотность сконцентрирована в бесконечно тонкой сферической оболочке расстояние сферы от ядра тоже является параметром. Элементарные расчеты кулоновского взаимодействия двух таких атомов показывают, что на больших расстояниях атомы притягиваются, а на малых — отталкиваются, и только в точке Го потенциальные кривые имеют одну неприятную особенность — они терпят разрыв производных. И все же температурный ход второго вириального коэ( ициента почти так же хорошо передается этими потенциалами, как и потенциалами 6—12. Кроме того, простая электростатическая модель дает совпадающую с опытом корреляцию энергий диссоциации связей гомоядерных двухатомных молекул и межъядерных расстояний. [c.99]

Оптическая изомерия. В 1815 г. французский химик Био обнаружил, что некоторые органические вещества в жидком и растворенном состояниях способны вращать плоскость поляризованного света. Ранее эта особенность была отмечена для кристаллов кварца при прохождении через них поляризованного луча происходит вращение плоскости поляризации, причем одни кристаллы отклоняют ее вправо, другие—влево. В 1848 г. Л. Пастер обнаружил эту способность у винных кислот. Это явление, названное оптической изомерией, получило объяснение в работах Вант-Гоффа и Ле-Бе тя. Оно связано с определенной пространственной ориентацией ковалентных связей. Все четыре валентности атома углерода тождественны и направлены к вершинам правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. Если в вершинах тетраэдра расположить различные заместители, то молекула станет асимметричной. Пространственные модели этой молекулы будут относиться [c.150]

Я бы хотел сделать еще и общее замечание. В большей части выступлений, касающихся механизмов и моделей переноса энергии и экспериментальных доказательств этих моделей, уделялось много внимания теоретическим рассмотрениям. Мне бы хотелось обратить внимание на два экспериментальных доклада , в которых, как мне кажется, сформулирована некая новая модель энергетического взаимодействия частиц в облучаемой системе. Модель эта подводит нас на основании конкретных фотохимических данных (а не рассуждений) к тому, что нельзя рассматривать возбужденную ароматическую молекулу, как в твердой, так в жидкой фазе, в отрыве от окружающей ее среды. Мы обязаны, таким образом, учитывать существование коллектива молекул. Возникает вопрос, а нельзя ли это представление применить к задаче о переносе энергии в газовой фазе может быть, взаимодействие горячих томов с молекулами нельзя рассматривать как взаимодействие -их с отдельной связью С—Н или С—С, а следует рассматривать систему горячий атом + молекула в целом. Мне бы хотелось обратить внимание теоретиков именно на такую возможность. По-моему, имеются возможности совместно с экспериментаторами поставить какое-то направленное исследование этого вопроса. [c.141]

Основам конформационного анализа малых молекул посвящены первые шесть глав, и лишь в трех последних главах изложено применение модели атом-атом потенциалов к макромолекулам — синтетическим полимерам, полисахаридам, белкам и полинуклеотидам. Многие сочтут, вероятно, что последние главы следовало бы написать более фундаментально, как, собственно, и было задумано вначале. Но это должно было бы привести к значительному увеличению объема рукописи. Остается лишь втайне надеяться, что когда-нибудь мне посчастливится написать еще одну монографию, специально посвященную конформациям макромолекул. [c.10]

Для построения объемной пространственной модели молекулы метана возьмем из ящика для моделей атом углерода и четыре атома водорода и соединим их так, чтобы атом углерода был окружен четырьмя атомами водорода. Собранная модель имеет тетраэдрическую форму. [c.21]

Однако эта модель не всегда дает хорошее согласие с экспериментальными данными. Например, установлено, что теплота гидратации иона серебра Ag+ существенно больше, чем ионов натрия нли калия, хотя величина кристаллографического радиуса иона серебра лежит меладу соответствующими величинами для этих ионов щелочных металлов. Существуют и другие факты, указывающие на то, что гидратация ионов тажельк металлов связана с процессами комплексообразования с ковалентным характером связи. В качестве прикюра можно отметить изменение окраски прп растворении некоторых соединений переходных металлов, например, Сг(П1) или №(П), и низкую скорость процесса их растворения в воде. Ковалентное взаимодействие возможно только с катионами, поскольку только кислородный атом молекулы воды может участвовать в образовании ковалентных связей (коваг лентно связанный атом водорода не может образовать вторую ковалентную связь). [c.129]

Описанные в этом разделе приложения механической модели к колебательным спектрам следует рассматривать как начало нового интересного направления. Принимая во внимание исключительную чувствительность частот колебаний к силовому полю, можно полагать, что экспериментальные спектры будут широко использоваться как для определения наиболее выгодных конформаций, так и для уточнения параметров модели атом-атом потенциалов. С другой стороны, механическая модель, позволяющая оценивать элементы матрицы Р, может обогатить теорию колебательных спектров молекул не исключено, что изложенный подход окажется полезным для отнесения частот нормальных колебаний, в особенности для низкочастотной области спектров. [c.254]

Для построения проекций лучше пользоваться специальными моделями. Атом углерода в положении 21 сдвинут в наиболее отдаленное заднее положение, тогда как боковая цепь присоединена к передней или к задней стороне модели и, таким образом, занимает на проекции верхнее положение. Данная боковая цепь, имеющая а- или [ -ориентацию, будет оказывать одинаковое влияние на оптическую активность молекулы в целом, независимо от того, присоединена ли она к передней или к задней стороне молекулы у jy. [c.400]

Наиболее обоснованной моделью атом-атомного потенциала неспецифического межмолекулярного взаимодействия неполярных молекул [1] является потенциал Бакингема — Корнера (см. [1, 51, 162]) [c.83]

У 1,3-диметилциклопентана в неадсорбированном состоянии обе метильные группы находятся в наиболее выгодной экваториальной конформации. Однако в процессе адсорбции на грани (111) они не могут, сохранить это столь выгодное расположение в пространстве. Чтобы не мешать молекуле разместиться наиболее компактно в междоузлиях решетки и самим расположиться на поверхности достаточно удобно , СНз-группы должны несколько отклониться в направлении аксиального Н-атома при атоме С-2 кольца. Такое смещение должно усилить 1,2-взаимодействие между этим водородом и обеими метильными группами и привести к появлению дополнительного напряжения в системе. Это хорошо видно на моделях Стюарта — Бриглеба в сочетании с моделью грани (111) платины, выполненной в том же масштабе (рис. 28). На рис. 28 изображена эта адсорбированная конформация (упомянутый выше Н-атом помечен стрелкой). Из такой конформации могут возникнуть три переходных состояния с растянутой связью а. а" или б. Естественно, что при растяжении связи а со- [c.145]

По мере перехода к молекулам, центральный атом в которых имеет все большие размеры, электроны на валентных орбиталях в среднем располагаются все дальше друг от друга. Поэтому межэлектронные отталкивания оказывают все меньшее влияние на форму молекул. Например, атом серы имеет больший эффективный размер, чем атом кислорода, а атомные спектры свидетельствуют о том, что межэлектронное отталкивание для валентных орбиталей серы значительно меньше, чем для валентных орбиталей кислорода. По-видимому, по этой причине валентный угол Н—S—Н в молекуле сероводорода H S равен 92°, что намного ближе к значению 90% предсказываемому в рамках модели связывания, основанной на перекрывании (Зр + lsl-орбиталей (рис. 13-17). Очевидно, отталкивание двух связывающих электронных пар в H2S значительно меньше отталкивания двух связывающих электронных пар в HjO. [c.564]

Конечно, тут открывается большой простор для фантазии теоретика (деформируй отдельные электронные облака атомов молекулы так, или почти так, как хочешь, благо математика это позволяет ). Можно сосредоточить (локализовать) электронную плотность частично на атомах (в виде электронных пар внутренних оболочек атомов или неподеленных электронных пар валентной оболочки), а частично на химических связях (локализация электронов в поле двух ядер отвечает двухцентровому взаимодействию атом — атом, которое описывается классической символикой валентного штриха), а можно пользоваться и делокализованными орбиталями, охватывающими в принципе все атомные ядра молекулы. Разумный теоретик стремится воспользоваться этой свободой для того, чтобы построить модель, приемлемую для химика и пригодную для описания данного класса свойств. [c.210]

Наилучшая модель этой молекулы основана на предположении, что каждый атом углерода использует для образования связей хр -гибридизо- [c.566]

В основе практически всех приближенных вариантов метода псевдопотенциала для молекул с несколькими валентными электронами лежит простая и естественная модель. Все электроны молекулы делятся на внутренние (остовные) и внеишие (валентные). Ядро каждого атома и относящиеся к нему внутренние электроны образуют атомный остов. Молекуле сопоставляют модель - взаимодействующие между собой валентные электроны движутся в поле атомных остовов. Чтобы этой моделью можно было пользоваться, для каждой конкретной молекулы надо задать оператор энергии взаимодействия валентного электрона с атомным остовом (т.е. псевдопотенциал атомного остова) и оператор энергии взаимодействия валентных электронов Между собой. Если сможем задать эти взаимодействия, то получим модель, обладающую несомненными достоинствами. В этой модели для однотипных молекул,, различающихся только атомами, стоящими в одном и тот же столбце системы Менделеева, оператор Гамильтона будет иметь одну и ту же структуру, и число электронов будет одним и тем же. Поэтому, например расчет молекулы, содержащей атом иода, будет не сложнее расчета такой же молекулы, но содержащей атом фтора хотя в первой из этих молекул на 44 электрона больще, чем во второй, все эти 44 электрона относятся к остову. Более того, поскольку модели таких молекул различаются только псевдопотенциалами атомных остовов, то изменение свойств при переходе от одной молекулы к другой можно связать с изменением характеристик псевдопотенциалов при переходе от одного атома к другому. В этом случае свойства молекул находят свое объяснение через свойства атомов, но не непосредственно, а через характеристики псевдопотенциалов атомных остовов. [c.292]

Таким образом, атом, молекула, макрообласть, элемент реактора, реактор, установка составляют уровни, на которых изучается процесс [35]с целью его масштабного перехода. Эти уровни различаются механизмом взаимодействия факторов и масштабом Принцип инвариантности дает возможность изучать отдельные части процесса раздельно и затем осуществить их синтез с учетом взаимодействия между отдельными частями с помощью экспериментирования на ЭВМ. Но даже и при т 1К0м расчленении сложного процесса в большинстве случаев анализ знаковой модели чисто ана- [c.162]

Понятие Н. в. используют прн расчетах нотенц. эиергии системы (молекулы, кристалла, жидкости) на основе простых аналит. моделей типа модели атом-атомных потенциалов. Предполагается, что изменение потенц. энергии пры изменении геом. конфигурации молекулы м. б. представляю в виде отдельных вкладов, сопоставляемых изменениям длин связей, валентных и торсионных углов, а также вкладов, соответствующих внутримолекулярным Н.в. атомов, разделенных по меньшей мере тремя (реже-двумя) хим. связями. В широком смысле-термин Н.в. относят и к межмол. взаимодействиям. [c.199]

Раз уж мы удостоверились, что квантовая механика объясняет свойства атомов и молекул, то нам подобает приспособить ход наших рассуждений к этой модели. Атом водорода —это пример, из которого можно получить наибольшее количество информации, ибо для него возможно точное решение уравнения Шредингера. Ни для какой другой системы из атомов (или молекул), включающей два или более электрона, точного решения нет, хотя можно ввести приближения, которые позволят подойти очень близко к истинным решениям. Такие многоэлектронные атомы будут рассмотрены в гл. 2, когда можно будет воспользоваться всемиТпреимуществами четкого понимания строения атома водорода. [c.35]

В 1967 г. Клопман [39] ввел сольватную модель, согласно которой каждый атом молекулы растворенного вешества окружен воображаемой частицей, сольватоном , заряд которого равен по величине, но противоположен по знаку заряду атома, с которым он связан. Предположение о сольватоне объясняет ориентированное распределение растворителя вокруг заряженного атома (рис. 8.10). Для атома с суммарным зарядом б д и радиусом Гд взаимодействие с сольватоном, суммарный заряд которого равен - б д, определяется формулой [c.254]

Дело в том, что проведенные до сего времени физические исследования (главным образом, рентгеноструктурные) позволяют уверенно строить априорно модели органических молекул. В основе этой конструкторской работы лежит тот факт, что грубо каждый атом может быть охарактеризован двумя радиусами , значение которых не зависит от того, в какую молекулу входит атом. Расстояния между валентно связанными атомами значительно иеньше расстояний между атомами, принадлежащими разным молекулам. [c.334]

Такую группу из атомов кислорода и водорода, связанную с атомом углерода, называют гидроксильной группой, а соединения, имеющие такую группу, известны под названием спиртов. Спирты можно также рассматривать как углеводороды, в которых один атом водорода замещен на гидроксильную группу. На рис. 172 схематически изображена модель молекулы метилового спирта, построенная из шариков и стерн<ень-ков, а также масштабная модель этой молекулы. При соединении гидроксильной группы с каждым последующим членом ряда алкановых углеводородов образуются гомо.погиче-ские ряды спиртов. Метиловый, этиловый и пропиловый спирты — первые три члена одного из таких рядов [c.224]

В КГ1Т0ПЫХ асимметрический атом углерода (оп в формуле помечем звездочкой) находится в центре тетраэдра. Нетрудно заметить, что эти модели невозможно совместить в пространстве они нот. строены зеркально и отображают пространственную конфигурацию молекул двух различных веществ (в данном примере молочных кислот), отличающихся некоторыми физическими, а главным образом, биологическими свойствами. Такая изомерия называется зеркальной стерео изомерией, а соответствующие изомеры— зеркальными изомерами. Различие в пространственном строении зеркальных изомеров может быть представлено и при помощи структурных формул, в которых показано различное расположение атомных групп при асимметрическом атоме например, для приведенных на рнс. 130 зеркальных изомеров молочной кислоты [c.462]

Цель настоящего сообщения — проверка точности RISM-уравнений и пригодности модели атом-атомных потенциалов на примере жидкостей, состоящих из молекул типа АВ . [c.6]

Рассматривается модифицированный метод Метрополиса для расчета на ЭВМ химического потенциала плотных газов с нецентральным межмолекулярным взаимодействием, которое описывается моделью атом-атом потенциалов. Для потенциала взаимодействия пары атомов, принадлежащих различным молекулам, выбран потенциал Леннард-Джонса. Методика применима к газам, состоящим из любых двухатомных гомоядериых молекул. Конкретный расчет проведен для азота по изотерме Т-150 К при различных плотностях. При увеличении приведенной плотности согласие [c.97]

В моделях Р.9 и Р. 10 рассматривается рекомбинация в столкновениях "отрицательной ион - положительный ион - атом(молекула)". При низких плотностях (давлениях) тройные столкновения приводят к взаимной нейтрализации ионов по мере передачи энергии в газ (модель Р.9). Рекомбинация ускоряется, если она происходит не в "чужом", а в "своем" газе. Этот процесс связывается с эффективной резонансной перезарядкой (см.опнсание модели Р. 19). При высоких плотностях газа следует перейти к модели Р. 10, в которой рассматривается сближение ионов за счет дрейфа через газ. Для расчетов необходимы величины подвижностей ионов в газе, которые, как правило, известны [4.16]. [c.288]

Сказанное выше в большей или меньшей степени относится также к циклопентанам. Стереохимия этих соединений в настоящее время изучена достаточно подробно. Экспериментальное измерение энтропии циклопентана [67], константы Керра [68] и расчетные данные [64] показали, что циклопентановое кольцо не может быть ко-планарным. На моделях хорошо видно, что в плоском кольце цнкло-пентана все 10 атомов Н были бы расположены так же, как в заслоненной конформации этана. Суммарная энергия взаимодействия этих атомов водорода составила бы не менее 58,7 кДж/моль. Чтобы избежать увеличения потенциальной энергии, кольцо изгибается таким образом, что один атом С оказывается выше, а другой ниже плоскости трех остальных атомов С кольца,—конформация полу-кресло . Другая возможная конформация — конверт из плоскости кольца выходит только один атом С. В обоих случаях потенциальная энергия молекулы циклопентана уменьшится на 15 кДж/моль. Согласно еще одной очень распространенной точке зрения [69], место выхода атома углерода из плоскости кольца циклопентана непрерывно перемещается по кольцу, т. е. атомы углерода кольца поочередно выходят из плоскости и затем возвращаются в нее. Такое движение называют псевдоаращением или псевдоротацией. Необходимо, однако, отметить, что эта концепция не бесспорна. Измеренные константы Керра плохо с ней согласуются [68] и отвечают только форме полукресла. Тем не менее, существует веское мнение [70], что сумма всех имеющихся данных говорит все же скорее в пользу псевдовращения. [c.43]

Рассмотрите модель трех углеродного алкана и нарисуйте ее. Заметим, что средний угле]Х)дный атом связан с двумя атомами водорода, в то время как два крайних — с тремя. Эту молекулу можно представить как СН3—СН2-СН3 или в более сокращенном виде СН3СН2СН3. Такие формулы содержат больше информации, чем простейшая формула вида СзН5. [c.189]

Для описания межмолекулярного взаимодействля в расчетах методом Монте-Карло использовали потенциал Роулинсона [343]. В модели Роулинсона (Р УЬ) на атомах водорода воды располагаются положительные заряды, отрицательные заряды помещаются на линии, проходящей через атом кислорода перпендикулярно плоскости молекулы. Дипольный момент молекулы в этой модели равен 1,85 Д. Энергия связи димера воды 22,6 кДж/моль при равновесном расстоянии 0,269 нм. [c.122]

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 молекуле ацетилена, jHj, к каждому атому углерода присоединено всего по одному атому водорода. Можно построить следующую модель локализованных связей для молекулы jHj. У каждого атома углерода s-орбиталь и одна из трех его р-орбиталей гибридизуются с образованием двух sp-орбиталей, ориентированных под углом друг к другу. Одна из sp-орбиталей используется для образования а-связи с атомами водорода, а другая-для образования простой а-связи С—С. На каждом атоме углерода остается еще по две негибридизованные 2р-ор-битали. Они перекрываются с аналогичными орбиталями второго ато- [c.568]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология