Орбитали характеристика

Одноэлектронные волновые функции полученного типа для атома водорода часто называют атомными орбиталями. Наиболее характерной чертой этих атомных орбиталей является их зависимость от углов и ф, которая определяет геометрические характеристики атома. Вообще говоря, радиальная зависимость волновой функции примерно одинакова для различных /-подуровней при данном значении п. Таким образом, 5- и р-подуровни с одним и тем же значением п с хорошей степенью приближения можно рассматривать, основываясь только на их угловой зависимости. Эта угловая зависимость представляется сферической гармоникой [c.77]

Энергетические характеристики атомов — энергия ионизации и сродство к электрону. Поведение атомов в химических процессах в значительной мере зависит от того, насколько прочно их электроны удерживаются на орбиталях. Важной характеристикой атома, количественно определяющей способность отдавать электрон, является энергия ионизации — энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома, находящегося в нормальном состоянии. Это понятие применимо и к молекулам. Энергию ионизации обычно выражают в электронвольтах. Энергию ионизации, так же как и уровни энергии электронов в атомах, можно определить из спектральных данных. [c.31]

Подведем краткий итог рассмотрению простейших представителей алканов, алкенов и алкинов. С ростом кратности связи растет ее общая прочность, укорачивается расстояние С—С. Вместе с тем благодаря наличию л-связей этилен и ацетилен отличаются от этана химической лабильностью. Одновременно меняется и С—Н-связь в этих соединениях, что в методе ЛМО можно связать с изменением характера гибридизации орбиталей атома углерода в этом ряду (sp в этане, sp в этилене и sp в ацетилене) ее длина укорачивается, прочность повышается, растет и способность к протонизации. Характеристика связей представлена в табл. 9. [c.110]

IV группы, кратные связи за счет ря-орбиталей типичны только для первого члена группы, но й—р)я-связи, по-видимому, осуществляются в соединениях фосфора, мышьяка и сурьмы, и довольно часто встречающиеся координационные числа пять и шесть, вероятно, возникают с участием -орбиталей. Характеристики атомов этой группы приведены в табл. 77. [c.281]

Какие характеристики орбиталей определяются значениями а) главного квантового числа б) орбитального квантового числа в) магнитного квантового числа [c.25]

Магнитное квантовое число. Пространственная ориентация орбиталей. Для характеристики пространственного расположения орбиталей (облаков) применяется третье квантовое число /П/, называемое магнитным. Оно имеет следующие значения О, 1, 2, 3, ..., / и определяет значение проекции орбитального момента количества движения на выделенное направление (например, на ось г) [c.18]

По сравнению с диамагнитными соединениями парамагнитные соединения характеризуются более сложными спектрами УФС и РФС. Молекула кислорода имеет два неспаренных я -электрона. Спектр УФС кислорода приведен на рис. 16.11. Фотоионизация электрона с частично заполненной разрыхляющей молекулярной Лд(2р)-орбитали характеризуется первым пиком в спектре УФС, реализуется только одно ионное состояние. В то же время фотоионизация электрона с одной из других заполненных молекулярных орбиталей приводит в каждом случае к двум электронным состояниям иона О2. Таким образом, если электрон удаляется с заполненной связывающей я -орбитали, то на ней остается неспаренный электрон, спин которого может быть параллелен или антипараллелен спинам двух неспаренных электронов, находящихся на разрыхляющей я -орбитали. Если спин оставшегося электрона параллелен спинам электронов на л -орбитали, то мы будем иметь три неспаренных электрона, полный спин 5 = 3/2 и электронное состояние лля молекулы О . При другом направлении спина электронным состоянием молекулы 02 будет П . Состояния П и П молекулы О2 имеют различные энергии, и, таким образом, ионизационный пик я -орбитали расщепляется. В табл. 16.4 приведены наблюдаемые характеристики молекулы О2, полученные из спектров УФС и РФС. [c.343]

Результаты статистической обработки свидетельствуют, что для всех классов серосодержащих органических соединений, включая алифатические, циклические, ароматические тиолы, тиофены, а также соединения, содержащие несколько сульфидных фупп, выполняется зависимость между характеристиками реакционной способности и энергиями фаничных молекулярных орбиталей. [c.124]

Симметрия. Важнейшей характеристикой МО является ее симметрия. В конечном счете связывающие свойства также определяются симметрией молекулярной орбитали. В то время как атомная орбиталь имеет один центр — ядро атома, мо.пекулярная орбиталь в двухатомной молекуле имеет два центра, ядра А и В. Здесь в отличие от атома уже не все направления в пространстве равноценны. Между ядрами возникает сильное электрическое поле. Таким образом, направление межъядерной оси — особое направление в пространстве для молекулярного электрона, направление электрического поля ядер. Симметрия МО относительно этой оси определяет ее главные свойства. Вектор орбитального момента импульса электрона I прецессирует вокруг межъядерной оси, так что его проекция на ось равна [c.105]

В масс-спектрометре органическое соединение (или их смесь) переводится в газообразное состояние, затем подвергается действию электронного (фотонного) удара или сильного электриче-ческого поля, в результате чего удаляется электрон с одной из молекулярных орбиталей и образуется положительно заряженный молекулярный ион. Обладая избыточной энергией, полученной, например, от ударяющего электрона (имеющего, как правило, энергию 50—100.эВ), этот нон распадается на заряженные и нейтральные осколки, первые из которых далее в магнитном (или ином) анализаторе делятся в зависимости от их массы (точнее, в зависимости от отношения массы частицы к ее заряду, последний обычно равен единице) и далее регистрируются. Массовое число, соответствующее исходному (молекулярному) иону и осколочным ионам, является точной и однозначной характеристикой исходной молекулы и ее фрагментов. Образование набора тех или иных осколочных ионов с данной распространенностью (концентрацией) однозначно характеризует структуру исходной молекулы, так что даже очень близкие по структуре соединения (например, изомерные углеводороды) дают свои неповторимые масс-спектры. [c.131]

Приближенно ковалентность атома может быть оценена по порядку связи, являющемся в большинстве случаев косвенной характеристикой прочности ковалентной связи. Ковалентность примерно равна сумме порядков связей, образуемых этим атомом со всеми остальными атомами молекулы. Для двухатомных систем порядок связи равен полуразности числа электронов, располагающихся на связывающих МО, и числа электронов, располагающихся на разрыхляющих МО. Эти числа электронов, приходящиеся на отдельные МО, называются заселенностями орбиталей. Заселенность любой орбитали (атомной, молекулярной) будем обозначать буквой ш. Поэтому порядок связи (Р) — полу разность заселенностей всех связывающих МО ш(Ф ) и всех разрыхляющих МО ш(Ф ) [c.119]

Для характеристики пространственного расположения орбиталей применяется магнитное квантовое число Ш/. [c.21]

При переходе к сжатому гауссовскому базису число линейно независимых функций сокращается. Сжатие базиса сопряжено с изменением исходных энергетических характеристик — значений полной и орбитальной энергий. Эти ошибки различны в пределах одного периода (О-Ке, Na-Aг). Для легких атомов удается получить числа, весьма близкие к предельному хартри-фоковскому значению. Для тяжелых атомов в этом же периоде абсолютная ошибка возрастает. Значения полной энергии для атомов лития и фтора в различных сжатых гауссовских базисах приведены в табл. 4.17 (их следует сопоставить с энергиями в расширенном базисе слейтеровских орбиталей). [c.238]

Приведите характеристику третьего валентного состояния атома углерода. С помош ью атомных орбиталей изобразите строение молекулы ацетилена. [c.31]

Необходимость оптимизации молекулярного базиса при расчете потенциальных кривых или в более общем случае - потенциальных поверхностей вызвана рядом причин, из которых наиболее существенной является изменение эффективного зарядового состояния атома в молекуле. В молекулярных расчетах полезно иметь в виду также и некоторые спектроскопические характеристики свободных атомов. В молекуле метана валентное состояние атома углерода может быть описано в рамках -гибридизованных орбиталей. Спектроскопическое состояние 5 свободного атома углерода, порождаемое конфигурацией, известно. Его энергия превышает энергию основного Р-состояния на ДЯ = = 4,18 эВ. Валентное состояние атома в молекуле не совпадает с состоянием свободного атома. Тем не менее набор базисных функций на атоме углерода естественно выбрать с тем расчетом, чтобы при решении атомной задачи АЕ воспроизводилась с достаточной точностью. [c.240]

Предполагаемая модель образования связи М—СО подразумевает некоторые следствия, которые могут быть проверены по колебательным спектрам и с помощью измерения межъядерных расстояний. Прежде всего, из общей теории метода МО следует, что заполнение разрыхляющих орбиталей всегда связано с уменьшением порядка связи. Изменение порядка связи можно заметить, сравнивая межъядерные расстояния, а также характеристики связи, относящиеся к ее прочности. Эффективный способ оценки прочности связи заключается в исследовании ИК-спектров, так как существует характеристическая частота валентных колебаний группы СО. Возрастание дативного взаимодействия должно сопровождаться увеличением расстояния С=0 и понижением частоты [c.216]

Орбитальное квантовое число. Формы орбиталей. Для характеристики формы орбитали, а следовательно, и формы электронного облака вводится орбитальное или азимутальное квантовое число I, которое имеет значения [c.14]

Магнитное квантовое число. Пространственная ориентация орбиталей. Для характеристики пространственного расположения орбиталей (облаков) применяется третье квантовое число т/, называемое магнитным. Оно имеет следующие значения т, = 0. 1, 2. 3,. ... 1 [c.16]

Какая характеристика -орбиталей центрального атома металла в комплексе ответственна за их расщепление на две группы в октаэдрическом поле лигандов [c.404]

По периоду атомный радиус, в общем, уменьшается. Это связано с тем, что постепенно прибавляющиеся электроны описываются орбиталями с почти равными характеристиками (главное квантовое число электронов внешней оболочки п — постоянно). Поэтому увеличивающийся по периоду заряд ядра притягивает электроны с большей силой, что и уменьшает, радиус. Уменьшение радиуса проявляется сильнее всего тогда, когда на валентную оболочку добавляется второй -электрон (и увеличивается заряд ядра на единицу). [c.81]

Химические свойства молекул определяются не только заселенностью внешних энергетических уровней, позволяющей выделять среди молекул их наиболее реакционноспособные образования — радикалы. На химические свойства большое влияние оказывают характеристики электронного строения. К ним относятся, как уже говорилось, энергии и характер высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) и нижней свободной молекулярной орбита.ли (НСМО). Это связано с. тем, что электроны, наиболее легко перемещаемые к реагенту — это наименее слабо связанные электроны ВЗМО. С другой стороны, реагент свои электроны может разместить, в первую очередь, на НСМО молекулы, как самой энергетически выгодной из незанятых орбиталей. Из табл. 4.4 видно, что электроны ВЗМО азота и СО наиболее прочно связаны (они находятся на связывающих МО), а электроны оксида азота, кислорода и фтора — наименее (они находятся на более высоко лежащих разрыхляющих МО). Поэтому последние вещества химически более активны, чем N2 и СО. [c.131]

Энергия орбиталей Е определяется экспериментально с использованием спектральных характеристик соединеиий, а также квантово-химическими расчетами. [c.33]

Перейдем теперь к краткой характеристике в-, р- и -орбиталей. [c.167]

Энергетические характеристики атомов — энергия ионизации и сродство к электрону. Поведение атомов в химических процессах в значительной мере зависит от того, насколько прочно их электроны удерживаются на своих орбиталях. Поэтому важной характеристикой [c.51]

Таким образом, при помощи метода молекулярных орбиталей успешно объясняют свойства различных молекул. Этот метод важен тем, что позволяет получить данные о свойствах молекул исходя из соответствующих характеристик атомов. Метод МО не исключает метода валентных связей, оба метода взаимно дополняют друг друга. В целом оба метода (и ВС, и МО) служат квантовомеханическим обоснованием и дальнейшим развитием теории химического строения А. М. Бутлерова. [c.62]

Мерой участия фт/, в характеристиках ф , не зависящих от координат, является с пк- Например, если орбиталь ф занята Л/,-электронами N1 — нуль, единица или два), говорят, что заселенность ф, равна Ni, а вклад фтл в заселенность ф равен [c.69]

Таблица 4.23. Спетроскопические характеристики молекулы N2 в основном состоянии при различных значениях Числа активных орбиталей в базисе декартовых СО(9 5рЫ) [4 2рЫ]

V Орбитальное квантовое число.уФормы орбиталей. Для характеристики формы орбитали, а следовательно, и формы электронного облака вводится орбитальное или азимутальное квантовое число I, которое имеет значения О, 1,2, 3,. .., [п — 1). Оно отвечает значению орбитального момента количества движения электрона [c.16]

Квантовохимические расчеты электронной структуры гомологических рядов триметил- и триэтиламмониевых катионов показывают как общие тенденции изменения характеристик ионов с ростом радикала, проявляющиеся, прежде всего, в снижении суммарного положительного заряда гоповы катиона, росте структуры и повышении энергий гранич-Hbix орбиталей, так и аыяаляют существенные различия, связанные с оолее сложным распределением электронной плотности на атомах углерода этильных групп. Последнее указывает на необходимость использования карт электрического потенциала для описания взаимодействия анионов с четвертичными аммонийными катионами. [c.158]

Расчеты молекулярных характеристик в методе МОХ. В методе МОХ устанавливают корреляции (соответствия) между характеристиками МО и свойствами молекул. Аналогично тому как это сделано для бензола, рассчитывают порядок связи и по корреляционному графику (см. рис. 48) определяют ее длину. Метод МОХ используется и для расчета энергии делокализации. Для бензола Ео = 2р (см. с. 117). Сравнив энергию реакции гидрирования бензола gHe (—209 кДж/моль) и трех молекул циклогексена gHio (—120 кДж/моль), находим Ео =2 =—151 кДж/моль. Полученная величина является не истинным, а эффективным значением р. Эту величину можно использовать, в свою очередь, для расчета энергии делокализации в производных бензола (табл. 11). Установлены корреляции между энергиями орбиталей по методу МОХ и спектрами. (Здесь эффективный параметр р имеет уже другое значение.) Они предсказывают в соответствии с опытом смещение полос в сторону низких частот для ряда бензолтрифенилен-> коронен. [c.119]

Показано, что МСС можно рассматривать как статистический ансамбль квазичастиц (псевдокомпонентов), средние энергетические характеристики молекулярных орбиталей которых определяют реакционную способность, термостойкость и другие свойства. Химическая активность нефтяных систем обусловлена особыми квазичастицами, включающими в определенной статистической пропорции все компоненты системы. Реакционная способность системы в целом обусловлена характеристиками электронной структуры этих частиц. Для углеводородных систем можно эмпирически определить параметры реакционной способности. Предложены способы определения энергии этих псевдомолекулярных орбиталей, основанные на установленной взаимосвязи интефальных показателей поглощения молекул органических соединений с их усредненными по составу эффективным потенциалом ионизации (ПИ) и сродством к электрону (СЗ). Установлено, что энергии псевдомолекулярных фаничных орбиталей определяют реакционную способность МСС в процессах полимеризации и олигомеризации, реакционную способность ароматических фракций в процессах карбонизации, растворимость асфальтенов. Исследованы эффективные СЭ и ПИ высокомолекулярных соединений и различных фракций, в том числе асфальто-смолистых веществ (АСВ). Доказана повышенная электронодонорная и элекфоноакцепторная способность последних. На основе представлений о поливариантности химических взаимодействий в многокомпонентных системах и образования [c.223]

Исследованные методом 1свазичастиц характеристики электронной структуры граничных молекулярных орбиталей свидетельствуют о повышенной электронодонорной способности АСМОЛ-1 по сравнению с афсфальтом (табл. 3.7). Это, вероятно, обуславливает повышенную адгезионную способность олигомерных материалов к металлам и органическим материалам. [c.34]

Межмолекулярные силы имеют в основном электрическую природу, обусловленную движением электронов и ядер, составляющих взаимодействующие молекулы [127,128]. В то же время межмолекулярные потенциалы рассматриваются как результат одновременного существования различных типов межмолекулярного взаимодействия (ММВ), каждый из которых вносит свой вклад в результирующий потенциал (табл.2.1). Это позволяет выделить типы ММВ, дающие в данной области межмолекулярных расстояний R наибольший вклад в общую энергию ММВ, обладающие конкретным физическим смыслом и связанные с определенными физическими характеристиками молекул. В этом аспекте различают три области R [128]. Б первой области с R < 0,212 нм, где потенциал имеет характер отталкивания, электронный обмен в связи с перекрыванием молекулярных орбиталей весьма существенен и молекулы теряют индивидуальность, образуя единую взаимодействующую систему (квазимолекулу), основной вклад в межмоле-кулярный потенциал Emi вносят кулоновское E oui и обменное Еех взаимодействия [c.62]

Как следует из определения, в выборе неканонических орбиталей имеется весьма большой произвол, и потому их можно подчинить дополнительным условиям так, чтобы получить орбитали наиболее удобного в рассматриваемой задаче вида. Например, можно построить такие неканонические орбитали, которые локализованы на отдельных атомах молекулы. Описание молекулы с помощью таких орбиталей соответствует интуитивному представлению о том, тао молекула состоит из атомов. При этом в точном расчете численные значения всех характеристик молекулы будут получаться такими же, как и при использовании канонических орбиталей, но интерпретащ1я полученных формул будет более простой и наглядной. Кроме того, во многих случаях облегчается сам расчет и проясняется возможность введения различных приближений. [c.92]

Результаты численных расчетов приобретают известную наглядность при построении карт электронной плотности молекулы. Эту информацию часто дополняют построением отдельных молекулярных орбиталей. Полная электронная плотность есть величина, инвариантная относительно унитарного преобразования отдельных орбиталей, и в качестве таковой она может допускать сравнение с экспериментальными данными (например, рассеяние рентгеновских лучей, профиль компто-новской линии и др.). При формировании химической связи происходит перераспределение электронной плотности между взаимодействующими подсистемами. Об этой характеристике химической связи можно судить по картам разностной электронной плотности [c.185]

В результате решения уравнений Хартри - Фока находят некоторую систему канонических орбитагтей. Химические процессы мыслятся большей частью в терминах разрьша одних и формирования других химических связей. В связи с этим исходная информация о молекулярных орбиталях может быть преобразована в новую с тем расчетом, чтобы описание электронной структуры было дано в терминах локализованных орбиталей. При этом для определенного класса молекулярных систем теоретически удается установить некоторые характеристики отдельной связи, такие, как дипольный момент, продольная и поперечная поляризуемости и др. В методе МО не вводят априорные понятия о кратности связей. Тем не менее после завершения решения уравнений Хартри — Фока могут быть найдены величины, которые коррелируют со сложившимися представлениями о кратности в рамках представлений о спин-валентности. [c.186]

При обобщении знаний учащихся о структуре веществ весьма эффективно использование наложений графопособий для характеристики геометрии и пространственного строения молекул (например, молекул фтороводорода и воды, воды и аммиака, аммиака и метана). При изучении типов гибридизации электронных орбиталей метод наложения позволяет проследить последовательность изменения энергий связей, форм электронных облаков, величин валентных углов и т. д., что обеспечивает более целенаправленное понимание теоретических вопросов. Новые возможности открывают прием, обратный наложению,— снятие транспарантов, что позволяет выделить детали, укрупнить их, освободив фон от других частей изображения. Так, в обучении химии снятие дает возможность выделить формулы веществ в уравнениях реакций, тепловые эффекты реакций, показать закономерность изменения свойств, физических констант и т. д. [c.130]

Метод Хюккеля. В последние 10—15 лет метод молекулярных орбиталей был применен для расчета характеристик очень многих молекул. Он широко пронру< даже в такие отрасли знания, где несколько десятилетий тому назад сама мысль о возможности использования квантовой механики казалась не заслуживающей внимания фантазией,— в теорию органических, реакций, биохимию, молекулярную биологию. Особенно широкое распространение в указанных областях получил вариант МО ЛКАО, предложенный Э. Хюккелем. [c.193]

Важной характеристикой, определяющей прочность связи молекулы, является разность между числом электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях эту разность, деленнуьэ на два, называют кратностью связи. Кратность связи молекул Ь12 и Вг равна единице, молекулы Сг — двум. Атомы азота объединяются в молекулу N2, у которой заполнены связывающие орбитали две и разрыхляющие орбитали а 28- Таким образом, кратность связи в молекуле азота равна трем. Известна частица Ыг+, у которой нет одного электрона на верхних связывающих орбиталях, и кратность связи в ней равна 2,5. Эта частица несколько менее прочная, чем молекула N2. [c.70]

Коротковолновая часть оптических электронных спектров формируется, как правило, в результате переходов с переносом заряда, которые проявляются в виде [пироких и интенсивных полос па краю видимой и в основном ближней УФ-областн. Термин перенос згряда в случае оксидов имеет вполне отчетливый смысл. Рс 1, идет о возбуждении электронов с несвязывающих орбиталей кислорода зоны М0 в зону (п—1) -состояний металла (см. рис. 8.3). Легко видеть, что край полосы в спектре переноса заряда соответствует переходу э.лектронов с верхней заполненной орбитали валентной зоны на нижнюю вакантную орбиталь зоны проводимости. Соответствующий энергетический зазор определяется в физике твердого тела термином ширина запрещенной зоны (в строгом смысле, при абсолютном нуле). Это фундаментальная характеристика твердого вещества. В случае, когда кран полосы в спектре переноса заряда выражен отчетливо, возможно достаточно надежное определение ширины запрещенной зоны АЕ (при соответствующей температуре) графическим методом, как это показано на рис. 8.6 (зная >1.кр, можно определить АЕ). [c.167]

Таким образом, при решении задач для многоэлектрониых атомов (см. 10) АО выбирают аналогичными орбиталям водородоподобного агома. Входящие в эти выражения параметры в последующем варьируют с целью получения значений атомных характеристик более близких к экспериментально наблюдаемым. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология