Атомные орбитали перекрытие

Рис. И. Схемы перекрытия атомных валентных орбиталей при образовании а-связей

Не принимая во внимание искажение молекулярных орбиталей за счет полярности связей, нарисуйте схему перекрытия атомных орбиталей при образовании молекул воды, диоксида углерода, аммиака и трехфтористого бора. [c.92]

Форма связывающих и разрыхляющих молекул орбиталей показана на рис. 34 в сопоставлении с перекрытием атомных орбиталей. [c.72]

Эти результаты согласуются с известными качественными представлениями, объясняющими химическую связь перекрытием атомных орбиталей. Из формулы (1.41) видно, что поэтому плотность электронного облака в пространстве между ядрами в случае симметричной МО возрастает, а в случае антисимметричной — убывает. Это и позволяет упрощенно объяснить химическую связь одновременным притяжением ядер к области повышенной электронной плотности, возникающей между ядрами при образовании устойчивой молекулы. [c.31]

Порядок связей в молекуле бензола. Ранее уже отмечалось, что модели химических связей как попарно перекрытых атомных орбиталей эквивалентны классическим представлениям о целочисленных ковалентных связях. а-Связь между атомами соответствует одинарной связи. Двойной связи соответствует <т-связь, дублируемая одной п-связью, а тройной связи — 0-связь, дублируемая двумя л-связями, расположенными в перпендикулярных плоскостях. [c.41]

Выше уже отмечалось, что модели химических связей как попарно перекрытых атомных орбиталей (электронных облаков) эквивалентны классическим представлениям о целочисленных ковалентных связях. Одиночной связи соответствует а-связь между двумя атомами, двойной связи — о-связь, дублируемая одной я-свя-зью, и тройной связи — а-связь, дублируемая двумя я-связями, расположенными в перпендикулярных плоскостях. Следовательно, эти модели окажутся недостаточными при описании молекул, характеризующихся существенными отклонениями от целочисленности ковалентных связей (когда одна электронная пара соответствует одной связи между двумя атомами). В частности, возникают уже упомянутые трудности с изображением строения молекулы бензола. Целесообразно рассмотреть эти трудности и возможные пути их преодоления на более простых модельных примерах. Для этой цели очень удобны аллильные системы, состоящие из трех атомов углерода во втором валентном состоянии, связанных в открытую цепь двумя а-связями (рис. 14). Разные модельные варианты можно получить, помещая на я-орбитали (их всего три) этой системы различное количество электронов — от двух до четырех. [c.42]

Тем не менее можно сохранить как классические структурные формулы, так и описанные квантовомеханические модели связей и молекул, если использовать для изображения одной молекулы несколько структурных формул или соответствующих им моделей, построенных исходя из представления о попарном перекрытии атомных орбиталей. [c.46]

Связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали будут иметь форму, показанную на рис. 29 в сопоставлении с перекрытием атомных орбиталей. [c.70]

Интерпретация эмиссионных /( -спектров более сложна, однако они дают наиболее ценные результаты для характеристики химической связи в соединении. Как уже отмечалось, в /СР-спектре Н28 и сульфидов наблюдаются три полосы эмиссии [А,В,С), соответствующие трем типам молекулярных орбиталей (рис. 6, а). При этом самый коротковолновый пик А соответствует переходу электрона с атомной орбитали Ърх, которая вследствие отсутствия перекрытия с атомными орбиталями партнеров не принимает участия в образовании химической связи и почти ие изменяет своего энергетического положения по сравнению с атомом серы. Именно эти электроны ответственны за реакционную способность атома серы в сульфидах, и исследование эмиссионных КР-спектров является в настоящее время единственным экспериментальным методом, позволяющим наблюдать за их состоянием. [c.79]

Комбинация различных атомных орбиталей определяется их энергией, степенью перекрытия волновых функций и симметрией относительно оси молекулы. Разрешенные комбинации атомных орбиталей и получающиеся при этом типы МО приведены в табл. П—2. [c.97]

Спектр поглощения аммиака (рис. 5-11) имеет полосатую структуру, перекрытую по крайней мере тремя континуумами в области 1050—2200 А [85]. Полосы диапазона 1680—2170 А широки и связаны с предиссоциацион-ным уровнем. Верхние электронные состояния, возникающие во всей области спектра, можно считать плоскими [85д, е]. Ввиду неплоской конфигурации основного состояния поглощение света должно приводить не только к электронному возбуждению, но и возбуждать колебательные уровни с внеплоско-стными колебаниями. Максимум интенсивности полосы приходится на уровень с квантовым числом V = 7—9. Переход предположительно связывают с промотированием электрона неподеленной пары азота на орбиталь Ридберга (более высокую атомную орбиталь азота). В области 1225—1231 А начинается фотоионизация [85е, 86]. [c.162]

Молекулярные орбитали, симметричные относительно оси, соединяющей центры атомов, носят название о-орбиталей. а-МО, полученные за счет перекрытия атомных х-орбита-лей, обозначаются 05. [c.72]

Для объяснения этого противоречия теория валентных связей вводит понятие о гибридизации связей. Согласно идее о гибридизации, орбитали комплексообразователя, участвующие в образовании двухэлектронных связей с лигандами, должны претерпевать определенные изменения. Действительно, до координации лигандов распределение электронной плотности этих орбиталей определяется тем, что они принадлежат к системе с одним атомным ядром. После координации орбитали, осуществляющие химические связи, принадлежат к системе с несколькими атомными ядрами. Такие изменения в системе, конечно, должны отражаться на распределении электронной плотности орбиталей, участвующих в образовании связи. Поэтому при координации происходит гибридизация все орбитали электронов комплексообразователя, осуществляющие химические связи, становятся совершенно одинаковыми, за исключением их направлений. Образуются гибридные орбитали, характерной особенностью которых является растянутость электронного облака в направлениях, обусловленных расположением лигандов. Точнее, гибридные орбитали направлены к лигандам. При этом растянутая форма этих орбиталей способствует большему перекрытию при взаимодействии с орбиталями лигандов, т. е. способствует упрочнению связей. Другими словами, гибридизация упрочняет связи в комплексных соединениях. [c.88]

Наряду с энергетической диаграммой образования МО (рис. 51) можно показать вид молекулярных электронных облаков, полученных из исходных аТомных орбиталей путем перекрытия их (СМО) или, наоборот, отталкивания (РМО). На рис. 53—55 приведены схемы образования СМО и РМО различной симметрии . На рис. 53 представлено взаимодействие электронных облаков атомов водорода с образованием связывающих и разрыхляюпшх электронных облаков молекулы водорода. На рис. 54 видно, что при взаимодействии р блаков атомов возникают (7 -МО, а не 7Г -МО. Образующаяся СМО обладает осевой цилиндрической Рх Рх [c.91]

При образовании трехзарядных ионов остальных лантаноидов наряду с повышением концентрации электронного газа до 2 эл/атом (способствующей возрастанию энергии связи ионов, о чем можно судить, например, по повышению температур плавления при переходе от бария к лантану, от европия к гадолинию и от иттербия к лютецию) одновременно происходит сжатие внешних р -оболочек их ионов. Это обстоятельство означает сокращение протяженности р-орбиталей, которые уже не перекрываются. В этом случае внешние р -оболочки ведут себя как псевдосферические, что приводит к появлению плотных упаковок у всех лантаноидов в широком интервале температур (табл. 39). Однако с повышением температуры энергия электронов на внешних р-уровнях возрастает и протяженность р-орбиталей увеличивается. Энергия же свободных электронов и, следовательно, энергия взаимодействия их с ионами существенно не изменяются. Таким образом, расширение р-орбиталей опережает увеличение межатомных расстояний, в области высоких температур наступает перекрытие р-орбиталей и возникает обменное направленное взаимодействие по осям прямоугольных координат. Это приводит к появлению объемноцентрированных кубических высокотемпературных модификаций, свойственных всем лантаноидам. Вследствие лантаноидного сжатия р -оболочек ионов появление объемноцентрированной модификации происходит при тем более высокой температуре, чем больше атомный номер лантаноида (см. рис. 69, а), причем этот же фактор объясняет возрастание и их температур плавления от лантана до самария и от гадолиния до тулия и лютеция. [c.237]

Невысокие значения энтропии плавления бериллия (1,80), кальция (1,84), стронция (2,0) и бария (1,86) указывают на то, что плавление этих металлов, как и щелочных металлов, происходит без изменения координационного числа, свойственного их высокотемпературным объемноцентрированным модификациям. Таким образом, температуры плавления всех этих металлов с увеличением давления первоначально должны возрастать, как и температуры плавления щелочных металлов. При увеличении давления в связи с усилением перекрытия р-орбиталей можно ожидать расширения области объемноцентрированных кубических структур Р-бериллия, р-кальция, Р-стронция и бария за счет выклинивания областей их низкотемпературных плотных модификаций. При еще более высоких давлениях вследствие разрушения направленных р-связ й может наблюдаться переход от ОЦК к плотной кубической упаковке через промежуточную м-фазу, как у цезия. Полные РГ-диаграммы щелочноземельных металлов должны иметь определенное сходство с диаграммами состояния рубидия и цезия, но в связи с меньшими атомными радиусами металлов II группы соответственные фазовые переходы должны наблюдаться при более высоких давлениях. [c.262]

При смещении узлов кристаллической решетки относительно друг друга возникает состояние, близкое к перекрытию атомных орбиталей, вследствие чего возникают силы отталкивания, стремящиеся возвратить узлы в первоначальное состояние. Эти силы отталкивания есть не что иное, как силы упругости, которые, как известно, подчиняются закону Гука [c.252]

Наряду с энергетической диаграммой образования МО (рис. 58) можно показать вид молекулярных электронных облаков, полученных из исходных атомных орбиталей путем перекрытия их (СМО) или, наоборот, отталкивания (РМО). На рис. 59—61 приведены схемы образования СМО и РМО различной симметрии . На рис. 59 представлено взаимодействие электронных облаков атомов водорода с образованием связывающих и разрыхляющих эле]стронных облаков молекулы водорода. На рис. 60 видно, что при взаимодействии р. -облаков атомов возникают Ор .-МО, а не Яр -МО. Образующаяся СМО обладает осевой цилиндрической симметрией, а потому ее нельзя обозначать -МО. В этом факте, в частности, сказывается разница между АО и МО. Только при взаимодействии Рг- и р -орбиталей атомов образуются соответст- [c.123]

Представление о перекрытии валентных орбиталей оказалось чрезвычайно удО ,бным для создания наглядных пространственных моделей ковалентных связей. Эти модели получаются, если применить к атомным орбиталям, в том числе и к гибридным, принцип максимального попарного перекрытия. [c.39]

Двухцентровая МО соответствует двум перекрытым АО в методе валентных связей. Однако имеется и существенная разница из двух атомных валентных орбиталей образуются две новые МО с различными уровнями энергии — одна из них расположена ниже уровня для изолированных атомов и другая — выше. Первая МО называется связывающей, вторая — антисвязывающей или разрыхляющей. Подводя к связывающей МО новую валентную АО (или МО), получают опять две новые МО и т. д. Из этого следует, что модель МО не отражает свойства насыщаемости химических связей, автоматически вытекаю- [c.41]

Это противоречие характерно для описанных упрощенных моделей, а не для самой квантовой механики. В рамках метода локализованных пар сближение двух атомов приводит к образованию двух новых квантовых состояний (энергетических уровней) вместо двух исчезнувших, характерных для изолированных атомов (две атомные орбитали). Одно из новых квантовых состояний соответствует электронной паре с компенсированными сгганами на перекрытых валентных орбиталях — синглет-ное состояние, другое — состоянию, когда на этих орбиталях расположено по электрону, при условии параллельности спинов—триплетное состояние. В последнем случае энергия системы выше, чем у двух изолированных атомов, и химическая связь не возникает. [c.41]

У лантаноидов в металлическом состоянии все электроны с внешних 5d- и бя-уровней становятся свободными. Поэтому ионы La , Gd +, Lu имеют внешнюю 55 /) -оболочку. Такую же оболочку имеют ионы Еи и Yb в металлическом состоянии. Устойчивость всех этих ионов в металлическом состоянии обусловлена стабильностью их внутренних заполненных оболочек, включая / - и /1 -конфигурации. Церш в металлическом состоянии может быть трех- и четырехвалентным. Это означает, что концентрация свободных электронов в церии лежит в пределах 3—4 эл(атож, а ионы его имеют внешнюю оболочку Все остальные лантаноиды от неодима до самария и от гадолиния до тулия, а также лютеций трехвалентны, т. е. характеризуются электронной концентрацией 3 эл/атоле и имеют ионы с зарядом 3+ и внешней оболочкой р . Это означает, что. кроме двух внешних s-электронов, в свободное состояние у них переходит также один электрон с 4 /-оболочки. Указанные заряды ионов подтверждаются кривыми, характеризующими сжатие атомных радиусов лантаноидов с возрастанием атомного номера для ионов Ме отмечается почти линейное сокращение радиусов с резкими пиками для Ва , Еи и и уменьшением радиуса церия (см. рис. 67). У европия и иттербия, так же как у бария, вследствие малого заряда иона (2+) энергия связи электронов внешней р -оболочки понижена и р-орбитали развиты, т. е.распространяются за пределы атомных радиусов. Вследствие перекрытия р -оболочек возникают обменные связи ортогонально направленных р-орбиталей, что приводит к образованию объемноцентрированных структур, присущих барию и европию до температур плавления, а иттербию при высоких температурах (выше 798°). [c.237]

НИИ химических свойств минералов. Однако в ряде случаев (в особенности это касается сульфидных минералов) эта модель оказывается неприменимой и возникает необходимость принимать во внимание ковалентный характер связи между элементами. В основе ковалентной модели химической связи лелсит понятие о перекрытии электронных орбиталей вступающих в связь атомов. Эту модель молено описывать либо в рамках теории валентной связи с точки зрения локализации электронных пар между связывающимися атомными ядрами, либо с позиций теории орбиталей, рассматривая образование орбиталей путем добавления электронов к мультиядерной системе. Последняя теория трактует орбитали в молекулах во многом так, как если бы они располагались в единичном атоме. [c.154]

Приложение теории молекулярных орбиталей. В теории кристаллического поля игнорируется возмоленость какого бы то ни было перекрытия электронных орбиталей при образовании химической связи. Лиганды в ней принимаются за точечные заряды, а взаимодействие лигандов с ионами переходных элементов трактуется как чисто электростатическое. Теория молекулярных орбиталей рассматривает совместно как явления перекрытия орбиталей, так и электростатические факторы при образовании связи. Образование молекулярных орбиталей происходит путем комбинирования атомных орбита-лей. [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология