Межъядерные расстояния также Связи

С увеличением межъядерного расстояния энергия связи в молекулах уменьшается. Примером может служить уменьшение энергии диссоциации двухатомных молекул галогенов от С1г к Вгг, Ь, г также, как указывалось выше (см. 5.2), молекул щелочных металлов. Это связано с понижением в том же направлении плотности электронного облака в молекулах, которая, естественно, должна уменьшаться с увеличением размеров атомов. [c.100]

Энергия связи зависит также от межъядерного расстояния и кратности связи. С увеличением межъядерного расстояния прочность связи уменьшается, а с увеличением кратности связи ее прочность возрастает. [c.61]

Атомные и ионные радиусы. Условно принимая, что атомы и ионы имеют форму шара, можно считать, что. межъядерное расстояние с/ равно сумме радиусов двух соседних частиц. Очевидно, если обе частицы одинаковы, радиус каждой равен У 2 Так, межъядерное расстояние в металлическом кристалле натрия й == 0,320 нм. Отсюда металлический атомный радиус натрия равен 0,160 нм. Межъядерное расстояние в молекуле Маа составляет 0,308 нм, т. е. ковалентный радиус атома натрия равен 0,154 нм. Таким образом, атомные радиусы одного и того же элемента зависят от типа химической связи. Величины ковалентных радиусов зависят также от порядка химической связи. Например, при одинарной, двойной и трой- [c.152]

Подобная структура молекулы N0 хорошо согласуется с ее дипольным моментом (0,160), а также межъядерным расстоянием и силовой константой связи, промежуточными между величинами для двойной и тройной связи [c.403]

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]

Атомные и ионные радиусы. Межатомные расстояния. Радиусы атомов и ионов - условные величины. Их обычно вычисляют ИЗ межатомных (межъядерных) расстояний, которые зависят не только от природы атомов, но также от характера химической связи между ними и от агрегатного состояния вещества. [c.49]

Основными параметрами молекул являются длины связей между атомами (межъядерные расстояния), углы, образованные в молекулах линиями, соединяющими центры атомов в направлении действия между ними химических связей валентные углы), а также энергии связей, определяющие их прочность. Для полной характеристики молекулы необходимо знать распределение в ней электронной плотности и уровни энергии электронов. [c.113]

Молекула образуется, когда силы отталкивания в системе точно уравновешены силами притяжения. Это равновесное состояние характеризуется определенным межъядерным расстоянием, которое называется длиной связи, и минимальной энергией — энергией связи, а также определенными валентными углами, отвечающими тому или иному пространственному строению молекулы. [c.20]

Нормальные и характеристические колебания. Водородная связь X—Н... влияет на внутримолекулярные колебания и приводит к появлению новых колебательных степеней свободы, что находит отражение в инфракрасных (ИК) спектрах и спектрах комбинационного рассеяния (КР) света. Как известно, молекула, состоящая из и атомов, имеет 3 степеней свободы, из которых для нелинейных молекул 6, а для линейных — 5 внешних степеней свободы связаны с поступательным и вращательным движениями молекулы как целого. Остальные 3 —6 или Зл — 5 внутренние степени свободы связаны со всевозможными колебаниями атомных ядер в молекулах. Колебательное движение может быть описано с помощью естественных координат определяющих отклонения межъядерных расстояний и валентных углов относительно равновесного положения. При равновесной конфигурации атомных ядер все естественные координаты Х обращаются в нуль. Колебания атомных ядер в молекулах взаимосвязаны, поэтому изменения естественных координат атомных ядер также взаимосвязаны. Если считать колебания гармоническими, то во многих случаях с помощью методов, разработанных механикой малых колебаний молекул, приближенно можно осуществить переход от естественных координат X. к нормальным координатам Q . [c.64]

Рассматривая табл. 44, видим, что ход изменений энергии разрыва связи в случаях двухатомных молекул отличается от хода, характеризующего одиночные связи в молекулах многоатомных. Межъядерные расстояния г для одиночных связей заметно увеличены (за исключением Р—Р и Р—С1) и перекрывание идет уже за счет более диффузных частей электронных облаков по а-связи, а связь, упрочненная примесью л-связей (с переносом заряда от лиганда к Р), образуется только для Р — Р и Р — С1. Энергии связи монотонно падают отР — РкР — С, а также от Р — С1 к Р — 51. Связь С — Р выдерживает длительное нагревание при температурах, выше 100° С сравнительно устойчива связь С — Р и по отношению к гидролитическому воздействию. [c.273]

Нарисуйте энергетические диаграммы молекулярных орбиталей для этих соединений. Укажите число электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях. Объясните свойства молекул. Предскажите магнитные свойства положительно и отрицательно заряженных молекулярных ионов, а также то, как изменяются энергия связи и межъядерное расстояние (увеличиваются или уменьшаются) по сравнению с этими величинами у исходной молекулы. [c.52]

Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т.е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своими поверхностями в соединениях. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические радиусы. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными радиусам[и. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0,11.3 нм. А расстояние между атомами Na и Г в решетке МаГ было установлено равным 0,231 нм. Отсюда радиус иона Ма равен 0,231 — 0,113 = 0,118 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъядерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих простых веществ. Для одного и того же элемента эффективные радиусы (ковалентный, ионный, металлический) не совпадают между собой. Это свидетельствует о зависимости эффективных радиусов не только от природы атомов, но и от характера химической связи, координационного числа и других факторов (см. табл. 4). Изменение эффективных радиусов атомов носит периодический характер (рис. 22). В периодах по мере роста заряда ядра эффективные радиусы атомов уменьшаются, так как происходит стягивание электронных слоев к ядру (при постоянстве их числа для данного периода). Наибольшее уменьшение характерно для 5- и р-элементов. В больших периодах для и /-элементов наблюдается более плавное уменьшение эффективных радиусов, называемое соответственно г- и /сжатием. Эффективные радиусы атомов благородных газов, которыми заканчиваются периоды системы, значительно больше эффективных радиусов предшествующих им р-элементов. Значения эффективных радиусов благородных газов (см. табл. 4) получены из межъядерных расстояний в кристаллах этих веществ, существующих при низких температурах. А в кристаллах благородных газов действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса в отличие, например, от молекул галогенов, в которых имеются прочные ковалентные связи. [c.52]

Как видно из рисунка, по мере заполнения связывающих орбиталей энергия диссоциации молекул увеличивается, а с появлением электронов на разрыхляющих орбиталях уменьшается. Ряд заканчивается нестабильной молекулой Ые2. Из рисунка также видно, что удаление электрона с разрыхляющей орбитали приводит к повышению кратности связи и, как следствие этого, увеличению энергии диссоциации и уменьшению межъядерного расстояния. Ионизация молекулы, сопровождаемая [c.58]

Совр. метолы позволяют получать параметры равновесной геом. конфигурации ядер М., гл, обр, малоатомных, с высокой степенью точности. Обычно длины связей определяют с точностью 0,1-0,5 ПМ, валентные углы-1-2°, торсионные )тлы-до 5° в отдельных случаях указанные величины уменьшаются на один-два порядка. При этом, однако, важно, что межъядерные расстояния (длины связей) при задании их с точностью 10 -10 пм имеют смысл лишь параметров модели, используемой при обработке экспер1ьм. (расчетных) данных. Прн переходе от одной модели к другой или от одной схемы обработки эксперим. данных к другой (напр., от одного адиабатич. приближения к другому) эти величины в лучшем случае сохраняются в пределах неск, сотых пм (неск. десятых градуса для валентных углов). По этой причине сопоставление разл. эксперим. данных между собой и с расчетными значениями, а также формулировка тех или иных закономерностей о геом. конфигурации М., как правило, м. б, правомерны только в указанных выше пределах. [c.109]

Валентные углы зависят от природы атомов и характера химической связи. Подобно межъядерным расстояниям валентные углы. определяют в настоящее время с высокой To4Ho TbioJj I Как уже указывалось, четыре валентности атома углерода имеют тетраэдрическое расположение. Такое расположение характерно для многих других молекул и ионов, где центральный атом имеет четыре ближайших соседа (Sn U, 50Г, РОГ и др.)-Однако не всегда координационному числу 4 отвечает тетраэдрическое расположение связей. Например, ион [Pd U] имеет плоскую квадратную конфигурацию. Возможны также различные значения валентных углов при окружении центрального атома 3, 5, [c.58]

В табл. 4.4 также представлена схема МО молекулы оксида углерода СО. Здесь на МО переходят шесть электронов атома кислюрода и четыре электрона атома углерода. Энергии электронов (например, 2р-электронов) соединяющихся атомов неодинаковы заряд ядра атома кислорода выше, чем заряд ядра атома углерода, так что 2р-электроны в атоме кислорода сильнее притягиваются ядром. Поэтому на рис. 4.22 расположение 2р-А0 кислорода должно быть ниже уровня расположения 2р-А0 углерода. Наличие в молекуле СО избытка шести связывающих электронов над разрыхляющими отвечает, как и в молекуле азота, образованию тройной связи. Эго объясняет значительное сходство в свойствах свободного азота и оксида уг.перода, например, близость энергий связи молекул N2 — 941, СО — 949 кДж/моль), межъядерных расстояний в молекулах (см. табл. 4.1), температур плавления (63 и 68 К) и кипения (77 и 82 К). [c.129]

Гиллеспи, по нашему мнению, не имеет принципиальных преимуществ перед концепцией гибридизации в методе локализованных пар и не всегда ее предсказания верны Наконец, всегда остается возможность оценить конфигурацию молекз лы сравнительным методом, основанным на периодическом законе, и это один из наиболёе надежных способов. Тем же методом вполне удовлетворительно оцениваются и межъядерные равновесные расстояния [к-42]. Можно также переносить значения длины связи из простейших мадгекул в более сложные, если не требуется высокой точности. Часто длину связи оценивают как сумму так называемых ковалентных радиусов атомов + Так как изолированных атомов в молекуле не существует, естественно, что понятие атомных радиусов является чисто эмпирическим. Разделив пополам межъядерное расстояние в гомонуклеарных двухатомных молекулах С12, Вг2, Гд и других или в кристаллах элементов С, 81 и других, находят радиусы атомов С1, Вг, I, С, 81 и др. В эти величины вводят эмпирические поправки, как, например, в Лд или, для лучшего согласия с опытными значениями Гдв Так получена система ковалентных радиусов Полинга. Для соединений с заметной полярностью связи используют формулу Шумейкера — Стивенсона [c.203]

Если электроны имеют антипараллельные спины (ц), то по мере приближения атомов водорода вначале преобладают силы притяжения, а в дальнейшем силы отталкивания. Минимум иа энергетической кривой показывает выигрыш энергии Е о при образовании молекулы водорода из атомов, который составляет 435 кдж/моль. Минимум иа кривой отвечает также устойчивому (равновесному) межъядерному расстоянию в молекуле водорсда /"о оно равно 0,74 А. (Межъядерное расстояние между химическими связанными атомами иначе называют длиной связи). [c.12]

Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т. е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своимн поверхностями в соединениях. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические радиусы. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью назывались ионными радиусами. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0,113 нм. А расстояние между ядрами N3 и Р в решетке ЫаР было установлено равным 0,231 нм. Отсюда радиус иона Ыа+ 0,231—0,113 = 0,098 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъя-дерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих [c.67]

Переход к орбитали B SuIsa2po отвечает также удалению одного из двух Isa электронов во второй слой при этом межъядерное расстояние увеличивается несколько больше, чем в случае fi sa2sa (а именно до 2,43 Б) из-за возрастания антисвязево-го, растягивающего молекулу действия более сосредоточенных и вытянутых по оси молекулы плотностей 2ро. Вместе с тем связь одновременно слегка упрочняется (энергия диссоциации 81,9 ккал) из-за того, что некоторая часть области с повышенной плотностью облака 2ра попадает в межъядерное пространство в самом деле, минимум на кривой В 2 и лежит на ординате — 0,756, а на кривой 2 g lsa2po на ординате — 0,736. [c.143]

Негидриды. Чтобы вывести электронные конфигурации линейных трехатомных молекул или радикалов, не содержащих атомов водорода, следует рассмотреть корреляцию с разделенными атомами подобно тому, как это делалось для двухатомных молекул (рис. 16 и 17). На рис. 70 изображена корреляционная диаграмма орбитальных энергий для линейных молекул типа ХУг, показывающая изменение энергии при переходе от больших межъядерных расстояний к малым. Действительному расположению орбиталей, которым следует пользоваться при определении электронных конфигураций этих молекул, соответствует примерно середина диаграммы. В табл. 11 даны электронные конфигурации основных и первых возбужденных состояний ряда важных линейных трехатомных свободных радикалов, а также соответствующие типы симметрии. Наблюдавшиеся состояния подчеркнуты. Из таблицы видно, что обнаружены многие из предсказанных состояний и что наблюдавшиеся основные состояния находятся в согласии с предсказанными. В табл. 12 приведены вращательные постоянные и частоты деформационных колебаний в основных состояниях указанных радикалов. В тех случаях, где это возможно, приводятся также межъядерные расстояния. Интересно отметить, что частота деформационного колебания возрастает от крайне низкого значения 63 см для основного состояния радикала Сз до значения 667 см для молекулы СО2. По-видимому, это возрастание связано с заполнением орбитали 1л . [c.116]

Но отказываться полностью от изучения физических процессов ЯЭО тоже не очень хорошо. Это может привести к излишне упрощенному подходу, заключающемуся в одной фразе ЯЭО обратно пропорционален шестой степени межъядериого расстояния . К сожалению, очень часто интерпретация экспериментальных данных проводится на основе именно этого подхода. Он может создать большую путаницу, поскольку приведенное утверждение часто ие выполняется. В следующем разделе мы попробуем настолько разобраться в механизмах ЯЭО, чтобы уметь надежно применять полученные знания на практике. Мы рассмотрим его возникновение в простейшем случае (двухспиновая гомоядерная система), его связь с релаксацией и диполь-дипольным взаимодействием между ядрами, а также способы его измерения. Мы выведем несколько формул, позволяющих в некоторых простых случаях получать количественную информацию о межъядерных расстояниях. В большинстве реальных экспериментов проводить количественный анализ не имеет смысла, поскольку лучший способ решения структурных задач для молекул разумной сложности это чисто качественное сравнение различных ЯЭО. В разд. 5.2 обсуждается теоретическая сторона ЯЭО, а в разд. 5.3 и 5.4-способы его измерения и примеры интерпретации. [c.146]

С наличием В. с. связан ряд особенностей в-ва. Этим обусловлены кристаллич. структуры мн. молекулярных кристаллов (лед, спирты, борная к-та и др ), а также структуры белков, нуклеиновых к-т и др биологически важных соед. Ассоциация молекул обусловливает высокие значения т-р плавления и кипения, хорошую р-римость в воде, спир -тах, амидах, высокую диэлектрич. проницаемость (напр., синильной к-ты, формамида), особенности спектральных характеристик. В частности, при образовании B. . вместо узкой полосы, отвечающей колебаниям валентной связи А—И, появляется широкая полоса, максимум к-рой сдвинут в сторону малых частот. Для очень сильных В.с частота колебания АН снижается в 2-3 раза, а ширина и интегральная интенсивность полосы в ИК-спектре возрастают в 10-30 раз. Эти изменения позволяют судить об изменении межъядерного расстояния АН, а также о прочности В. с. В спектрах ЯМР образование В. с. приводит к изменению хим. сдвига 8 мостикового протона, иногда и протонов смежных групп и ядер С, 0, N, F в молекулах RAH и BR. При очень сильных В. с. хим. сдвнг мостикового протона достигает 15-20 м.д. [c.404]

Вычислит. К. X. позволяет рассчитывать с достаточно высокой точностью такие важные характеристики молекул, как равновесные межъядерные расстояния и валентные углы, энергии хим. связей, барьеры внутр. вращения и барьеры перехода между разл. конформациями, энергии активации простейших хим. р-ций, а также величины, к-рые затруднительно или даже невозможно определить экспериментально (напр., энергии и геом. параметры молекул в возбужденных состояниях, вероятности квантовых переходов и т. п.). [c.366]

Таковы, в частности, представления о М. (преим, с ковалентными связями), сохраняющих при переходе в конденсир. фазу в значит, степени равновесные межъядерные расстояния и валентные углы, осн. частоты колебаний и др. Подобные конденсир. фазы обычно наз. мол. жидкостями или мол. кристаллами. С другой стороны, у М, с ионными связями индивидуальность подчас не сохраняется и весь кристалл или жидкость представляет собой своего рода единую М. Как правило, сохраняют свои осн. характерные особенности и М. в адсорбир. состоянии, а также в клатратах. [c.108]

В качестве простейшего и наиболее ясного примера использования этих явлений можно указать случай, иозволяюш пй вывести закон отран<ения рентгеновских лучей от поверхности кристалла — закон Брэгга—Вульфа. В самом деле, каждый атом или ион в кристалле действует в качестве центра, от которого излучение рассеивается во всех направлениях, совместимых с законами оптики. Однако излучение, рассеянное в направлении связи между двумя атомами, многократно усиливается рассеянием излучения в том же направлении другими атомами. Суммарная дифракция в избранном направлении составляет одно из брэгговских отражений. Другое применение, некоторые обоснования которого были даны в гл. VII, принадлежит Дебаю, Менке и Принсу опо позволяет установить распределение атомов в жидкости. Наконец, метод смешанных порошков, развитый независимо Гуллом, а также Дебаем и Шерером, позволил сэкономить большое количество труда. В этом методе рентгеновские лучи рассеиваются во всех направлениях маленькими частицами смеси кристаллов, причем структура одного из них (обычно каменной солп) долл<на быть известна. В этом случае измерение межъядерных расстояний производится относительным методом, который сводится к измерению диаметров дифракционных колец, принадлежащих изученному и неизученному рассеивающим веществам. [c.463]

Хотя эта реакция обратима, в газовой фазе PBtj неустойчив, а PI5 вообще не существует. Основными причинами падения устойчивости в ряду PF5 - PI5 являются увеличение межъядерного расстояния Р—Гал и, как следствие этого, уменьшение энергии связи при переходе от фторидов к иодидам, а также увеличение межлиганд-ного отталкивания при увеличении размеров галогена. Все галогениды чрезвычайно легко гидролизуются даже следами воды [c.284]

Приведенные величины С—С- и С—Ы-межъядерных расстояний хорошо согласуются с полученными (см. табл. 8) из микроволнового спектра, особенно при средней амплитуде, равной 0,05 А. Величины N—Н-связи и угла СгНН также удовлетворительно совпадают с полученными из вращательного спектра, хотя наиболее вероятные значения первых несколько больше, чем последних. [c.49]

Полинг, исходя из результатов и шеренпн, сделанных для связей между одинаковыми атомами, рассчитал так называемые ковалентные радиусы 7 д различных элементов. В этих особых случаях радиусы равняются половине межъядерного расстояния.Значения ковалентных радиусов различны для простых, двойных и тройных связей, но сохраняют удовлетворительную аддитивность, что позволяет рассчитывать также длины связей между различными атомами (рис. 37). Наиболее важные из них приведены в табл. 15. [c.407]