Граничная орбиталь, электронная

Все эти данные характеризуют процессы катионотропного образования трехчленного З-гетероцикла как своеобразные согласованные реакции, течение которых является следствием реализации потенциальной возможности к внутримолекулярному замыканию ациклического трехцентрового серусодержащего фрагмента. Эта возможность, как и в гомолитическом и анионотропном процессе, связана со спецификой молекулярных орбиталей трехцентровых серусодержащих систем, определяемой их диполярным строением, противоположным характером насыщения граничных орбиталей электронами и наличием в валентном слое атома серы вакантных орбиталей. [c.116]

Формулы (7.10) объясняют происхождение символов /-орбиталей. Форма граничных поверхностей /-электронных облаков весьма существенна при объяснении химической связи в комплексных соединениях переходных металлов. На высших энергетических уровнях (и >4) возникают /-орбитали (/=3). Угловая составляющая при этом напоминает рассмотренную только что для /-орбиталей. [c.34]

Под циклоприсоединением понимается реакция, при которой из двух ненасыщенных молекул образуется молекула циклического соединения. В этой реакции я-овязи превращаются в а-связи. С точки зрения механизма циклоприсоединение является синхронной реакцией и существенно зависит от симметрии так называемых граничных орбиталей (т. е. верхней заполненной и нижней свободной орбиталей реагирующих молекул). Течение этих реакций можно с успехом предсказывать на основе так называемых правил Вудварда — Хоффмана. Например, можно предсказать, что если каждая из двух молекул имеет два я-электрона, то эти молекулы будут реагировать друг с другом фотохимически, а термическая реакция невозможна. Если же одна Из молекул содержит два я-электрона, а другая — четыре, [c.130]

См. рис. 74. Рассмотрим вначале тетраэдрическое 8-электронное соединение (1). Гомолитический разрыв связи С—Н приводит к образованию метильного радикала (2).Этот радикал имеет одну граничную орбиталь, направленную к отрывающемуся атому водорода. Отрыв второго атома водорода приводит к образованию бирадикала метилена (3). В этом случае получаем две гибридные орбитали. Отрыв третьего атома водорода приводит к системе (4) с тремя гибридными орбиталями. [c.223]

Шесть лигандов приближаются к шести гибридным орбиталям металла, и образуется октаэдрический комплекс. Считается, что эти лиганды являются донорами, т. е. льюисовыми основаниями с четным числом электронов. В результате возникают по шести связывающих (с) и разрыхляющих (а ) орбиталей и электронные пары лигандов занимают связывающие орбитали так, как это показано на рис. 7-27. Вследствие сильного взаимодействия все шесть гибридных орбиталей металла уходят из области, занимаемой граничной орбиталью, и там остаются только /29-орбитали. [c.352]

Несмотря на то что квантовая механика не может быть пока применена для определения абсолютных скоростей любых реакций, за исключением простейших, она может оказаться ценной в построении полуколичественной схемы, в рамках которой производилась бы корреляция экспериментальных результатов. В этом отношении оказались полезны даже простые процедуры, типа теории Хюккеля. Существуют три возможных подхода. Первый состоит в анализе свойств основного состояния одного из реагирующих веществ, таких, как зарядовая плотность, и попытке скоррелировать их с реакционной способностью. Второй подход имеет целью рассчитать потерю электронной энергии, связанную с образованием активированного комплекса. Третий представляет собой комбинацию первых двух подходов и основан на исследовании взаимодействия между наивысшей заполненной молекулярной орбиталью одной молекулы и наинизшей незаполненной молекулярной орбиталью другой молекулы (см. разд. 9.5). Эти подходы, называемые соответственно теорией изолированной молекулы, теорией локализации и теорией граничных орбиталей, будут коротко рассмотрены в следующих трех разделах. [c.311]

В этом уравнении к - константа скорости второго порядка, AEi и АЕг - энергии возмущения граничных орбиталей без з чета кулоновских взаимодействий, i и Сг -электростатические вклады, которые зависят от частичных зарядов (q) на концевых атомах реагирующих молекул. Коэффициент 2 перед АЕ показывает, что прн расщеплении уровней изменяется энергия двз х электронов. [c.1909]

Мы должны помнить, что поглощение ультрафиолетового света ускоряет перемещение электрона с Яа-уровня на я -уровень 1,3-бутадиена. Поэтому в фотовозбужденном состоянии 1,3-бутадиена высшей занятой молекулярной орбиталью является п , а не Как показано ниже, дисротаторное вращение граничных орбиталей я будет образовывать связывающую орбиталь (новую а-связь). Конротаторное вращение, напротив, образует разрыхляющую орбиталь. Поэтому дисротаторное вращение в я ответственно за наблюдаемую стереоспецифичность фотохимического замыкания кольца (2Е, 4Е)-2,4-гексадиена. [c.542]

Концепция граничных орбиталей. Оценки P. . особенно просты, если использовать возмущений теорию. В распространенном варианте теории возмущений энергия стабилизации представляется в виде суммы вкладов от взаимод. между мол. орбиталями реагентов. Наиб, вклад в сумму дают, как правило, взаимод. граничных орбиталей, т.е. высших заполненных электронами и низших незаполненных орбиталей согласно К. Фукуи (1952), существенны только эти вклады (см. Граничных орбиталей теория). Концепцию граничных орбиталей часто применяют в качестве основы для обсуждения P. . [c.214]

Два фрагмента изолобальны, если число, симметрия, свойства, положение в пространстве и энергия граничных орбиталей сходны. Например, метилен и карбонил железа сходны тем, что у обоих на граничных орбиталях по два неспаренных друг с другом электрона. Поэтому их триплетные частицы похожи по реакцион-. ной способности. Так, метилен образует тример, циклопропан [c.21]

Кислотно-основное взаимодействие у лигнина подчиняется теории ЖМКО (теории жестких и мягких кислот и оснований) в органической химии. Лигнин при таком подходе рассматривается как сложная кислотно-основная система, а протекающие реакции как кислотно-основные взаимодействия жестких и мягких кислот и оснований. В этом взаимодействии особенно важны уровни энергии так называемых граничных орбиталей кислот и оснований. У оснований - это высшая заполненная молекулярная орбиталь (ВЗМО), содержащая передаваемую пару электронов, у кислот -это низшая свободная молекулярная орбиталь (НСМО), предоставляемая для взаимодействия. Жесткие основания и кислоты имеют малую поляризуемость и низкие энергии граничных орбиталей, тогда как мягкие основания и кислоты имеют высокую поляризуемость и высокие энергии граничных орбиталей. К жестким основаниям относят анионы НО", КО, КСОО", а также молекулы Н2О, КОН, ЫНз, ЫН2-МН2 и т.п., к мягким основаниям относят, например, анионы Н8", К8 , ЗзО]", карбанионы, молекулы непредельных и ароматических соединений. Мягкость оснований в определенной степени отражает их нуклеофильность. К жестким кислотам относят протон, катионы щелочных металлов и т.п., к мягким - катионы ряда переходных металлов, хиноны, [c.442]

Согласно принципу ЖМКО (принципу Пирсона) жесткие основания предпочтительно взаимодействуют с жесткими кислотами, а мягкие основания - с мягкими кислотами. С позиций квантовой химии взаимодействие будет эффективным, если реакции кислоты и основания подчиняются одному и тому же типу контроля (зарядовому или орбитальному). При больших различиях в энергии граничных орбиталей основания и кислоты реакция контролируется зарядом. При незначительных различиях в энергии реакция будет орбитально контролируемой при этом решающее значение имеет процесс перехода электронов, т.е. процесс поляризации. Соответственно, взаимодействие жестких соединений подчиняется зарядовому контролю, а мягких - орбитальному. [c.443]

Таким образом, сопряжение я-электронов двойных связей приводит к сближению граничных орбиталей. Чем больше число сопряженных я-связей, тем меньше. [c.71]

Энергетика МО бензола отражается в электронных спектрах поглощения (рис. 2.20). Электронный переход между граничными орбиталями [c.76]

Таким образом, кратные связи являются важнейшими реакщюнными центрами, которые называются и-реакционными центрами (тс-РЦ). В зависимости от типа реагента (окислителя или восстановителя, электронного донора или акцептора) я-РЦ могут использовать одну из двух граничных орбиталей — ВЗМО или НВМО. Окислители и акцепторы электронной пары атакуют высшую заполненную МО, вырывая один электрон (окислители) или же оттягивая на себя л-электронную пару (ионы металлов — комплексообразователей РС , Рё " , Н и т. д., а также Н ). В этом случае реагент выступает в качестве электрофила, т. е. акцептора электронной пары. Окислитель чаще всего отрывает один электрон со связывающей л-МО, в результате чего порядок связи уменьшается от 1 до и связь разрывается [c.188]

С позиций теории МО, основываясь на концепции граничных орбиталей, региоселективность реакций электрофильного присоедине-ния можно объяснить следующим образом электрофил (протон при гидробромировании) атакует преимущественно тот атом, который имеет в ВЗМО наибольщее значение коэффициента, и следовательно, наиболее высокую электронную плотность. [c.98]

Как было показано в первой главе, чем меньше энергетическая щель (Ае) между граничными орбиталями реагентов, тем больше вероятность орбитального контроля соответствующей реакции. Согласно концепции граничных орбиталей Фукуи в орбитально-контролируемых реакциях электрофильный агент атакует то положение субстрата, которое имеет более высокую плотность электронов (т.е. большее значение собственных коэффициентов) на ВЗМО. [c.174]

Эти параметры электронной структуры объясняют тот факт, что ряд реакций нафталина подчиняется орбитальному контролю. Именно в ходе анализа результатов электрофильного нитрования нафталина К. Фукуи впервые сформулировал концепцию граничных орбиталей [c.189]

Подобным образом фрагмент Мп(СО)5, в котором атом Мп имеет 7 электронов и граничную орбиталь артипа, изолоба- [c.353]

Более стро о обсуждение реакционной способности, исходя из значений граничной электронной плотности. При электрофильном замещении граничной электронной плотностью считается электронная плотность на высшей занятой молекулярной орбитали. Как видно из приведенной в разделе 1.4. диаграммы молекулярных орбиталей бензола, атаке электрофильпым реагентом должна подвергаться связываюш,ая молекулярная орбиталь с энергией — р. Чем больше граничная я-электрониая плотность на данном атоме, тем легче оп подвергается атаке электрофилом, образуя а-ко.мнлекс. [c.40]

Любой из методой — граничных орбиталей, орбитальной симметрии или анализа ароматичности переходного состояния—приводит к одному ТТ тому же выводу о предпочтительной стереохимической направленности синхронных термических электроциклнческнх реакций стереохимия зависит от числа участвующих электронов. Процесс/ , включающие 4п 2 электронов, будут дасрогаторныма-, процессы, включающие Ап электронов, будут конротаторньша для переходного состояния с топологией по Хюккелю. Для Переходных состояний по типу Мёбиуса справедливо обратное утверждение. [c.387]

Такие же выводы получены при анализе граничных орбиталей, участвующих в диклоприсоединении. Для большинства комбинаций реагирующих веществ соответствующими орбиталями будут высшая занятая моле1 уляриая орбиталь (ВЗМО) диена (15(г бутадиена) и низшая свободная молекулярная орбиталь (НСМО) олефина (1 2 этнлем). Резк-иия происходит как переход электрона с В3№0 на НСМО, который, как можио видеть на приводимой ниже схеме, является разрешенным. [c.403]

При присоединении катиона к олефину в качестве граничных орбиталей рассматриваются только два электрона на ВЗМО. При присоединении радикала к олефину возможны два взаимодействия ОЗМО радикала может играть или роль НСМО, взаимодействующей с ВЗМО олефина, и тогда в реакции участвуют три электрона, или роль ВЗМО, взаимодействующей с НСМО олефина, и тогда в реакции участвует лишь один электрон. Свободнорадикальное присоединение менее экзотермично, чем катионное, и переходное состояние является более поздним, т.е. переходное состояние более похоже на продукт реакции. Хотя радикалы не являются ионными частицами (сейчас мы не рассматриваем ион-радикалы), однако, как видно из рис. 7.9, реакции свободнорадикального присоединения зависят от относительной энергии ОЗМО и ВЗМО. Стерические эффекты, игравшие лишь незначительную роль в реакциях присоединения катионов, при свободнорадикальном присоединении к несимметричным олефинам становятся главным фактором, определяющим ориентацию. [c.66]

Сущность концепции изолобальной аналогии такова установить сходство между этими простыми фрагментами органических молекул и фрагментами комплексов переходных металлов, а затем построить металлоорганические соединения. Два фрагмента называются изоло-бальными, если они имеют следующие сходные характеристики (именно сходные, а не идентичные ) число граничных орбиталей, их симметрия и форма, приблизительные значения энергий, а также число электронов, находящихся на них [10]. Подходящие молекулы не обязаны быть ни изоэлектронными, ни изоструктурными. [c.352]

Для возможного вазимодействия между двумя молекулами этилена с образованием циклобутана соответствие граничных орбиталей, как видно из рис, 14.12, отсутствует. Но если одну из молекул этилена 5 перевести в возбужденное состояние, так что один ее электрон будет находиться на л-, а другой — на п -орбитали, то можно считать, что граничная НЗМО для 8это [c.326]

Взаимодействие граничных орбиталей. В реакции донора электронов (основания Льюиса) с акцептором электронов (кислота Льюиса) происходят парные взаимодействия между всеми орбиталями донора и акцептора, которые подходят друг другу по симметрии, но все же главный вклад в общую энергию возмущения вносит взаимодействие между граничными орбиталями (разд. 2.3.6) ВЗМО донора (основания) и НСМО акцептора (кислоты). Поэтому ири качественном описании любого кислотно-основного взаимодействия достаточно ограничиться рассмотрением лишь взаимных возмущений ВЗМО донора и НСМО акцептора. Есш1 сравгшваются две пары кислота-основание, и энергия электростатического взаимодействия для каждой пары одинакова, то определяющей силу кислотно-основного взаимодействия будет энергия возмущения граничных орбитапей. [c.219]

На рис. 3.3 приведены электростатические взаимодействия для четырех возможных случаев кислотно-основной нейтрализации. При столкиовенни молекул жесткой кислоты и жесткого основания происходит сильная стабилизация, с избытком компенсирующая слабую стабилизацию, обусловленную взаимодействием граничных орбиталей. Если в реакцию вовлекается мягкий компонент, то диффузная (из-за близости ВЗМО и НСМО) природа его электронной оболочки приводит к уменьшению электростатического притяжения к иротивоиоиу. Это связано в тем, что полная энергия притяжения, ироиорциональная ПК, где К - расстояние между зарядами, достигается только тогда, когда ионные сферы не проникают друг в [c.222]

ГРАНИЧНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ТЕОРИЯ, простейший вариант возмущений теории в методе молекулярных орбита-лей. Предназначена для предсказания реакц. способности соединений. С этой целью в реагирующих молекулах рассматривают т. иаз. граничные молекулярные орбитали (МО)-высшую занятую и низшую свободную (соотв. ВЗМО и НСМО). В радикалах или возбужденных молекулах роль одной из этих орбиталей или их обеих могут играть однократно занятые МО. Наиб, важная характеристика граничных МО-их парциальная электронная плотность, т.е. плотность на отдельных атомах, наз. граничной электронной плотностью или индексом реакц. способности. [c.605]

ИЗОЛОБАЛЬНОЙ АНАЛОГИИ ПРИНЦИП, служит для объяснения строения кластеров, сложных металлоорг соед. и др. структур. И.а.п. заключается в том, что в реальных или воображаемых молекулах изолобальные группы взаимно заменяемы. Изолобальными иаз. группы, имеющие одинаковое число граничных орбиталей (ГО высших занятых и низших вакантных мол. орбиталей) со сходными св-вами симметрии и пространств, строением, близкими значениями энергии и с одним и тем же числом электронов, занимающих эти ГО. Изолобальность групп А и Б изображается [c.185]

Молекулярно-орбитальный подход оказался плодотворным также для анализа электронных спектров молекул и отнесения полос к определенным квантовым переходам. Поскольку этот подход позволяет рассматривать отдельный орбитали, а не полную волновую ф-цию многоэлектронной молекулы, то можно выделить именно ту часть волновой ф-ции, к-рая меняется при электронном переходе, ионизации, в ходе хим. р-ции и т. д., н рассматривать далее только эту часть. В частности, если предположить, что при хим. превращениях достигается макс. перекрывание высших занятых мол. орбиталей одной молекулы и ш1зших вакантных мол. орбиталей другой, то при простейшем качеств, анализе реакц. способности возможно ограничиться рассмотрением только этих орбиталей (К. Фукуи, 1952). Условие макс. перекрывания высшей занятой мол. орбитали нафталина и низшей свободной мол. орбитали КО позволило объяснить преим. нитрование нафталина в а-положение. В случае моно.мол. р-ций молекулу условно делят на две части, одна из к-рьг включает высшие занятые мол. орбитали, а другая-низшие вакантные мол. орбитали (подробнее см. в ст. Граничных орбиталей теория). [c.122]

Представление об О. широко используется в химии для ош1сания образования хим. связи и перераспределения электронной плотности при изменении строения молекул. Изменения остовных МО и соответствующих орбитальных энергий используют для интерпретации рентгеноэлектронных и фотоэлектронных спектров молекул. Высшие занятые и низшие виртуальные (незанятые) МО наиб, сильно меняются при к.-л. воздействиях на молекулу. Это позволяет использовать такие граничные МО для предсказания направления хим. р-ции. Напр., электрофильная атака наиб, вероятна в положение, отвечающее максимуму плотности низшей виртуальной МО, а нуклеофильная атака-в положение, отвечающее максимуму плотности высшей занятой МО (см. Граничных орбиталей теория). Св-ва граничных О. связаны с индексами реакционной способности. [c.396]

Классич. теория хим. строения и первонач. электронные представления оказались не в состоянии удовлетворительно описать на языке структурных ф-л строение мн. соед., напр, ароматических. Совр. теория связи в орг. соед. основана гл. обр. на понятии орбиталей и использует молекулярных орбиталей методы. Интенсивно развиваются квантовохим. методы, объективность к-рых определяется тем, что в их основе лежит аппарат квантовой механики, единственно пригодный для изучения явлений микромира. Методы мол. орбиталей в О. х. развивались от тостого метода Хюккеля к валентных связей методу, ЛКЛО-приближению и др. Широко используются представления о гибридизации атомных орбиталей. Этап проникновения орбитальных концепций в О.х. открыла резонанса теория Л. Полинга (1931-33) и далее работы К. Фукуи, Вудворда и Р. Хофмана о роли граничных орбиталей в определении направления хим. р-щга. Теория резонанса до сих пор широко используется в О. X, как метод описания строения одной молекулы набором канонич. структур с одинаковым положением ядер, но с разньтм распределением электронов. [c.398]

Исследование электронных спектров поглощения, кислотно-основных свойств в ряду лигандов 7.3, а также реакций этих лигандов с пиридином показывает, что при движении слева направо происходит сближение граничных орбиталей (ВЗМО и НВМО), сильная поляризация ЫН-связи вплоть до возможности ее полной внутримолекулярной ионизации у фталоцианина [28-33], бром- и сульфозамещенных тетра-азапорфина [34, 12]. В результате этого исчезает наиболее энергоемкая составляющая энергии активации - растяжение ЫН-связей в переходном состоянии (7.2) и создаются условия для стабилизации электронных пар атомов азота в дианионах ТБП , ТАП " и Фц ", возникающих, как мы предполагали, на стадии переходного состояния. Точнее, электронная составляющая МЦЭ стабилизирует переходное состояние и благоприятствует протеканию реакции (7.1). [c.333]

Ароматические молекулы обладают способностью в одинаковой степени терять или приобретать электроны и электронные пары благодаря особым свойствам граничных орбиталей и делокализации тс-электронов. Удаление одного или двух электронов со связывающей орбитали не приводит к катастрофическому понижению порядка химических связей и их рйзрыву, так как в бензольном ядре имеется щесть связей С — С. Поэтому при удалении одного 7с-электрона порядок связи уменьщается от 1,5 до 1,42, при удалении двух от 1,5 до 1,33. Аналогично обстоит дело, когда на разрыхляющую Ч - орбиталь добавляется один или пара электронов. [c.231]

На основе исследования нескольких сотен электронных спектров, атомов и молекул на ЭВМ,установлены квазилинейные закономерности, связывающие энергии граничных орбиталей о интегральной экстнык-цией согласно зависимости / г [c.27]

Такой механизм получил название (Аг), т.е. 8 (аренониевый). В этом случае ароматическая 6-электронная я-система бензола в интермедиате (II) исчезает и заменяется на нециклическую 4-электронную соггояженную систему пешадиенильного катиона (С=С—С=С—С ), а на второй стадии ароматическая система вновь восстанавливается в результате отщепления протона. Атака НСМО электрофила происходит не на а-орбитали связи, а на я-ВЗМО, поэтому взаимодействие граничных орбиталей можно представить двумя альтернативными схемами [c.398]

Согласно теории граничных орбиталей (гл. 2), основным фактором, определяющим реаидаонную способность в электрофильном ароматическом замещении, является взаимодействие ВЗМО арена и НСМО электрофила. Чем меньще энергетическая щель между этими орбиталями, тем более прочен первоначальный до-норно-акцепторный комплекс между АгН и Е , а это способствует его переходу в аренониевый ион и далее в продукт реакции. Ориентация должна определяться относительным вкладом р-АО каждого атома углерода бензольного кольца в ВЗМО, Эти вклады (коэффициенты) вычисляются квантовомеханическими методами, Квадрат коэффициента характеризует тг-электронную плотность на данном атоме в данной орбитали (ВЗМО), [c.444]