Электронное облако Электронное облако

При возникновении простой св зи между атомами (ст-связи) два электрона (ст-электроны), которые по своей природе в большинстве случаев относятся к числу 5-электронов, р-элект-ронов и гибридных 8/ - и 5/ -электронов, переходят в поле двух соседних ядер и образуют единое вытянутое электронное облако, симметричное относительно прямой, соединяющей центры атомов, причем наибольшая плотность облака ст-электронов сосредоточивается в промежутке между этими атомами. [c.25]

Однако изменения одного типа атом испытывает и при обычных химических реакциях с поверхности атома могут удалиться несколько электронов или же на этой поверхности могут разместиться несколько дополнительных электронов, хотя электронное облако как таковое может при этом сохраниться. Это открытие позволило окончательно решить проблему ионов, ставившую в тупик три поколения химиков. [c.155]

Масса нейтрона равна 1,008665 а.е.м., а масса протона и электрона в электронном облаке, нейтрализующего заряд протона, равна 1,007825 а. е. м. (В таблицах обычно приводятся массы нейтральных атомов, а не массы их ядер.) Указанный изотоп ртути имеет 80 протонов и 200 — 80 = 120 нейтронов. Суммарная масса всех элементарных частиц, из которых состоит этот атом, должна быть [c.407]

Распределение электронов (строение электронного облака)-в молекулах воды можно представить себе как показано на рис. 23, Молекула воды состоит из трех атомных ядер и 10 элект ронов. Первая электронная пара (15-электроны) атома кислорода (показанная кружком) расположена на небольшом расстояний от ядра этого атома. Остальные четыре пары образуют электронные облака, вытянутые в направлении четырех вершин тетраэдра. Две из этих пар связаны с ядрами водородных атомов. Соответствующим вершинам тетраэдра можно приписать некоторый положительный заряд. Две другие пары придают своим вершинам отрицательный заряд. По крайней мере для молекул воды, находящихся в кристаллах льда, можно принять, что расстояние от ядра кислородного атома до всех вершин тетраэдра одинаково и составляет 0,99 А и что тетраэдр этот можно рассматривать как правильный. [c.80]

Силы взаимодействия между полярными и неполярными молекулами (индукционный эффект). В этом случае притяжение возникает в результате поляризации неполярных молекул под действием силового поля полярных молекул. Поляризация неполярных молекул происходит за счет смеш,ения внешней электронной оболочки (электронного облака) относительно атомного ядра. В масляном сырье больше всего поляризации подвержены углеводороды, в молекулах которых имеются двойные связи, т. е. ароматические и непредельные. Поляризация не. зависит от молекулярного движения и, следовательно, не зависит от температуры, [c.70]

Выше отмечалось, что орбитальный момент количества движения электрона представляет собой вектор Ь, величина которого квантована и определяется значением орбитального квантового числа I. Из решения уравнения Шредингера вытекает, что не только величина, но и направление этого вектора, характеризующее пространственную ориентацию электронного облака, не может быть произвольным, т. е. квантовано. Допустимые направления вектора Ь и определяются значениями магнитного квантового числа гп1. [c.57]

Более перспективным методом в настоящее время является метод МО. Отличие его от метода ВС заключается в том, что он исходит из волновой функции отдельного электрона, а не пары электронов, рассматривая каждую молекулу как самостоятельное целое, а не как простую совокупность атомных орбиталей. Основные положения метода МО заключаются в следующем. Природа электронов в молекулах, а также их взаимодействия между собой и с ядрами та же, что и в атомах. Каждый электрон принадлежит молекуле в целом и движется в поле всех ее ядер и электронов. Состояние электрона описывается одноэлектронной волновой функцией Г,. Эта функция называется молекулярной орбиталью. В отличие от одноцентровой атомной орбитали МО многоцентровая, так как число ядер в молекуле не менее двух. Как и для электронов в атоме, Ч определяет плотность электронного облака. Каждой МО соответствует определенная энергия равная сумме кинетической энергии электрона, потенциальной энергии притяжения электрона ко всем ядрам и потенциальной энергии отталкивания электрона на МО от всех остальных электронов. Каждый электрон занимает в молекуле свободную орбиталь с наименьшей энергией. На одной МО не может находиться более двух электронов, при этом спины электронов должны быть антипараллельны. Следовательно, для описания электронной конфигурации состояния молекулы с 2п электронами требуется п МО. Вырожденные орбитали заполняются в соответствии с правилом Гунда. Волновую функцию Ч , характеризующую движение всех электронов в молекуле, можно получить, взяв произведение волновых функций отдельных электронов [c.233]

Подразделение веществ на ковалентные и ионные относительно, так как даже в галоген идах щелочных металлов нет полного перехода электрона (смещения электронного облака) от атомов металлов к атомам галогенов, эффективный заряд их имеет порядок [c.120]

Поскольку согласно постулатам квантовой механики нельзя говорить о точке пребывания электрона в атоме в какой-то определенный момент времени, то с позиций наблюдателя электрон оказывается как бы размазанным в некоторой области пространства, окружающей ядро. Поэтому часто говорят о некотором электронном облаке, окружающем ядро, считая это облако более плотным там, где вероятность найти электрон больше. Вместо понятия плотность вероятности нахождения электрона в некоторой точке можно в рамках этой аналогии пользоваться термином плотность электронного облака . Волновые функции электрона в атоме часто называют атомными орбиталями (АО). По аналогии с тем, как про тело макроскопических размеров, которое движется по некоторой орбите, говорят, что оно находится на орбите, про электрон говорят, что он находится на некоторой атомной орбитали. [c.39]

Часть внутриатомного пространства, в котором движется электрон, называют электронным облаком. [c.30]

Иногда, основываясь на сведениях о, валентности атомов и форме их электронных облаков, можно предположить ту или иную конфигурацию молекулы. Например, в молекуле воды у атома кислорода два валентных электрона находятся в двух разных 2р-состояниях (скажем, в 2рж и 2р ). Форма их электронных облаков такова, что наилучшее перекрывание с электронными облаками атомов водорода (а следовательно, и наибольшая энергия связи) наблюдается в том случае, когда угол между связями ОН составляет 90° (что приблизительно соответствует экспериментальным данным). Оценка эта, разумеется, приближенная, так как при этом не учитываются отталкивание между атомами водорода, и деформация электронных облаков, которая при расчете некоторых молекул оказывается решающим фактором. [c.86]

Состояние валентных электронов в атоме углеро-д а. Как показано в схеме на рис. 4, атом углерода имеет во внешнем слое четыре валентных электрона. Состояние их не одинаково. Один из них, двигаясь вокруг ядра, образует шаровое облако (рис. 6, схема /), подобное облаку электрона в атоме водорода ( -состояние электрона). Облака трех других электронов (рис. 6, схема //) имеют форму объемных восьмерок (гантелей) с перетяжкой в области ядра и ориентированных в трех взаимно перпендикулярных направлениях (р-состояние электрона). [c.30]

На рис. 7 представлены схемы образования некоторых связей. В молекуле водорода (схема I) связь Н—Н (или Н Н) возникает в результате перекрывания двух шарообразных облаков электронов каждого из Н-атомов. Простая связь между атомами водорода и углерода Н—С (или Н С, схема //) является следствием перекрывания шарообразного облака электрона атома водорода и гибридного облака одного из валентных электронов атома углерода. Простая связь между двумя углеродными атомами С—С (илл С С, схема III) осуществляется вследствие перекрывания двух гибридных облаков углеродных атомов. [c.31]

До тех пор, пока электронные облака молекул с и d не перекрываются, волновая функция системы в принципе может быть представлена с помощью (В.4) как произведение волновых функций изолированных молекул. Если же расстояние R таково, что электронные облака молекул end перекрываются (точнее сказать, если их перекрыванием нельзя пренебречь), то волновая функция системы ф отличается от ф хотя бы уже потому, что должна быть антисимметричной по отношению к перестановкам пространственных и спиновых координат электронов молекул как с, так и d, поскольку электронные облака этих молекул теперь образуют единое целое. [c.12]

Молекула нафталина — плоская и все ее 10 я-электронов в соответствии с правилом Хюккеля располагаются на связывающих молекулярных орбиталях, занимая их полностью. Экспериментально найденная энергия сопряжения нафталина составляет около 255 кДж на моль, и если ее пересчитать на один я-электрон, то окажется, что она примерно такая же, как и для бензола — 25—26 кДж. Тем не менее нафталин значительно менее устойчив и более реакционноспособен, чем бензол. Объясняется это тем, что лимитирующим этапом большей части реакций ароматических соединений является образование промежуточного продукта присоединения реагента — а-комплекса (см. гл. 2). В случае бензола образование этой частицы идет с разрушением ароматического секстета электронов и потерей значительной части энергии сопряжения. При образовании а-комплекса из нафталина потеря этой энергии заметно меньше, так как в смежном кольце образуется ароматическая бензольная структура — замкнутое десяти-я-электронное облако перестраивается в шести-я-электронное. [c.27]

Энергия атома водорода не зависит от величины I в рамках рассматриваемого приближения, при котором принимается, что скорость движения электрона намного меньше скорости света. Однако для водородоподобного атома положение существенно меняется. Такие атомы (щелочные металлы) состоят из положительного однозарядного иона и электрона. Когда электрон находится на больших расстояниях от иона, его энергия взаимодействия с ионом такая же, как и у электрона в атоме водорода при том же расстоянии от ядра. Однако при приближении к иону возникают два эффекта, ведущих к увеличению притяжения электрона к положительному иону водородоподобного атома. Первый возникает в результате проникновения валентного электрона в ион, прн котором этот электрон приближается к ядру, имеющему заряд больше единицы. Второй эффект связан с поляризацией электронного облака иона под влиянием валентного электрона. При такой поляризации облако иона теряет свою симметрию, и электроны несколько обнажают ядро, что также приводит к усилению взаимодействия электрона с ионом. Степень проникновения электрона зависит от степени вытянутости электронного облака, которая определяется величиной I (в атоме Бора величина / определяет малую полуось эллиптической орбиты). Таким образом, энергия водородоподобного атома зависит от I. 306 [c.306]

У каждого атома число протонов в ядре (т. е. заряд ядра) всегда равно числу электронов в, электронном облаке. [c.85]

Точка после символа атома водорода означает электрон, образующий электронное облако данного атома. [c.106]

В табл. 19.1 приведены примеры значений ионизационных потенциалов для элементов I и И периодов периодической системы Д. И. Менделеева. Из таблицы видно, что отрыв даже первого, наиболее слабо удерживаемого электрона представляет трудную задачу, осуществимую в рамках химического эксперимента только для атомов щелочных металлов. Так, ионизация атомов водорода может стать заметной лишь при температурах порядка 10 К. Более же глубокая ионизация многоэлектронных атомов может быть осуществлена лишь в условиях горячей плазмы (10 —10 К). Поэтому для расчета энергии химической связи существенны лишь первые ионизационные потенциалы, а все последующие имеют смысл меры стремления ядер удерживать около себя электронное облако. [c.216]

Донорно-акцепторный механизм возникновения ковалентной связи отличается от обменного только происхождением общей электронной пары, ответственной за химическую связь. При донорно-акцепторном механизме связь осуществляется за счет неподеленной электронной пары одного из атомов, а при обменном механизме — поделенной пары электронов. Во всем остальном оба вида ковалентной связи тождественны понижение общей энергии системы (см. рис. 30), антипараллельность спинов электронов, перекрытие электронных облаков (рис. 31). [c.72]

Смещение электронной пары (электронного облака связи) называется поляризацией. Очевидно, ковалентная связь становится ионной при предельной односторонней поляризации. Это имеет место, если вступают во взаимодействие атомы с противоположными свойствами, т. е. с большой разностью электроотрицательностей. В приводимом примере односторонняя поляризация производится атомом хлора, проявляющим сильные неметаллические свойства. Молекулярное электронное облако (электронная пара) смещается к атому хлора. Это равносильно переходу электрона от атома натрия к атому >лора. [c.78]

Для достижения ароматичности шесть я-электронов атомов кольца должны занимать устойчивые делокализованные орбитали, что связано с переходом двух электронов атома азота в общую систему я-электронов. Хотя электронное облако будет смещено при этом в сторону атома азота (из-за более высокой электроотрицательности этого атома по сравнению с атомами углерода), тем не менее электронная пара азота уже не будет способна принимать протон. Такая ситуация напоминает рассмотренный выше случай с анилином (см. стр. 86) в том смысле, что катион XI, образующийся в результате протонирования пиррола, оказывается дестабилизованным по сравнению с нейтральной молекулой X (показано, что протонирование идет по азоту, хотя оно может идти также и по -углеродному атому, как это имеет место, например, в случае С-алкилированных пирролов). В случае пиррола дестабилизация катиона выражена гораздо сильнее чтобы функционировать как основание, пиррол должен полностью утратить свою ароматичность, а следовательно, и стабильность. Тот факт, что пиррол действительно является слабым основанием, видно из его значения р/(ь, равного приблизительно 13,6 (в случае анилина р/Сь 9,38). Поскольку основность пиррола очень низка, он может функционировать как кислота, хотя и очень слабая, из-за способности атома водорода, связанного с азотом, удаляться сильным основанием (например, ионом МИг) с образованием пиррольного аниона, стабилизованного за счет делокализации. [c.91]

Реакция с нуклеофильными агентами может происходить па двойной углерод-углеродной связи, аналогично тому как это происходит с карбонильной группой, если двойная связь находится а,р-положении к карбонильной или подобной ей группе. В таких системах л-электроны образуют электронное облако, распространяющееся по всей областа ненасыщенности [см. схему (В.39) [c.202]

Распределение вероятности для электрона, описываемое функцией графически представлено на рис. 1.1,6. Заметно значительное увеличение электронной плотности между ядрами и уменьшение ее за пределами межъядерной области. Функция является связывающей молекулярной орбиталью ее принято обозначать символом ст и называть сигма-связывающей орбиталью . На рис. 7.8 показана форма электронного облака, соответствующего такой орбитали. Оно напоминает облако, изображенное на рис. [c.116]

Мы уже знаем, что состояние электронов в атоме описывается квантовой механикой как совокупность атомных электронных орбиталей (атомных электронных облаков) каждая такая орбиталь характеризуется определенным набором атомных квантовых чисел. Метод МО исходит из ире дположення, что состояние электронов в молекуле также может быть описано как совокупность молекулярных электронных орбиталей (молекулярных электронных облаков), причем каждой молекулярной орбитали (МО) соответствует определенный набор молекулярных квантовых чисел. Как и в любой другой многоэлектроннон системе, в молекуле сохраняет свою справедливость принцип Паули (стр. 86), так что на [c.142]

Таким образом, 015 (1) фв(1) представляет собой охватывающее оба ядра молекулярное облако. В этом облаке электронная плотность велика на плоскости, перпендикулярной оси молекулы и проходящей через середину расстояния между ядрами. Электрон, находясь между ядрами, притягивается к ним, чем и определяется прочность молекулы. В состоянии член, описывающий это охватывающее облако, входит со знаком плюс, а в состоянии ф он вычитается. В результате функции о],, (и ее квадрат) равны нулю на рассмотренной выше плоскости. Очевргдно, что в состоянии молекула должна быть устойчива, а в состоянии -ф, должно иметь место отталкивание между водородом и ионами водорода. [c.470]

Распределение электронов (строение электронного облака) в мо-лекула х воды можно пJ)eд тaвить себе, 1как доказана Мо- [c.7]

Таким образом, электрон, обладая свойствами частицы и волны, с наибольшей вероятностью движется вокруг ядра по сфере, удаленной от ядра на некоторое расстояние, образуя электронное облако, форма которого в 5-, р-, й-, g- состояниях различная. Еще раз подчеркнем, что форма электронного облака зависит от значения побочного квантового числа I. Так, если 1=0 (5-орбиталь), то электронное облако 1меет сферическую форму (шаровидную симметрию) и не обладает направленностью в пространстве. [c.46]

В выражении для ЛН второй член положителен, так как Уп> У12 (почему ), первый — отрицателен, так как Р12<0. Поэтому уст ойчивость молекулы Иг обусловливается значением 2 12812, которое зависит от того, насколько сильно перекрываются электронные облака двух атомов. Классическая картина, соответствующая этому заключению, такова. Связь между двумя атомами будет сильной, если электрон находится на МО, которая обеспечивает высокую электронную плотность в пространстве между ядрами, так как именно облако отрицательного заряда удерживает ядра от удаления друг от друга на большое расстояние. [c.54]

Современное квантовохимическое объяснение структуры бензола заключается в том, что гибридные зр -орбитали соседних атомов углерода перекрываются с образованием шести ст-связей в кольце, а оставшиеся гибридные орбитали (по одной на каждый атом) взаимодействуют с 15-орбиталями атомов водорода. Кроме того, все шесть негибридизованных 2р-орбиталей, на каждой из которых находится один электрон, перекрываются друг с другом при этом возникает система делокализованных я-электронов, образующих электронное облако над и под плоскостью кольца. Всего имеются шесть молекулярных я-орбиталей, на которых нужно разместить шесть я-электронов. Обычно два электрона заполняют самую низкую энергетически орбиталь, расположенную симметрично вдоль всего кольца. Оставшиеся четыре электрона размещаются на двух равноцен [c.65]

Образующаяся ковалентнаа связь тем прочнее, чем выше стетгеньЗерекрывания связывающих электронных облаков. Степень перекрывания, в свою очередь, зависит от раз-NTeptiB, формы электронных облаков и способа пх перекрывания. Так в ряду H I—НВг — HJ межъядерное расстояние растет (табл. 1). Это обусловлено увеличением электронных облаков. Уменьшение плотности перекрывания приводит к понижению прочности связи водород — галоген, [c.15]

Из вида функции флгт ( ", 0, ф) можно заключить, что значением главного квантового числа находится протяженность электронного облака, значением орбитального числа форма облака, а магнитным числом т — ориентация атома в пространстве. Соотношение между квантовыми числами и символы состояний электрона в атоме приведены в табл. 4. Рассмотрим форму и ориентацию облаков электронов s-, / - и d-состоя-ннй. [c.117]

Если адсорбируемое вещество — одновалентный атом А типа Н, Ыа, адсорбент — идеальный ионный полупроводник, построенный из однозарядных ионов М+ и Н (М — символ металла, —символ металлоида), то пока атом А находится достаточно далеко от поверхности, валентный электрон является собственностью этого атома (рис. 31, а). Если же атом А посажен на поверхность, то его электрон принадлежит уже не только ему. Он принадлежит, строго говоря, всей сис1еме в целом. При этом валентный электрон атома А оказывается в большей или меньшей степени затянутым в решетку, Этим затягиванпем электрона (или электронного облака) в решетку и обусловливается связь между адсорбированным атомом А и кристаллом. Таким образом, связь осуществляется только валентным электроном атома, в результате чего возникает слабая одно-электронная связь (рис, 31, б). Степень затягивания электрона с атома А в решетку определяется как природой атома А, так и приридой решетки. [c.162]

Донорно-акцепторный механизм возникновения ковалентной связи отличается от обменного механизма только происхождением электронной пары, ответственной за химическую связь. При донор-яо-акцепторном механизме связь осуществляется за счет неподеленной электронной пары, а при обменном механизме — поделенной пары электронов. Во всем остальном оба вида ковалентной связи тождественны понижение общей энергии системы (см. рис. 33), атипараллельность спинов электронов, перекрытие электронных облаков (см. рис. 34). Поэтому образование, например, молекулы НР можно трактовать на основе обоих механизмов возник-аювения ковалентной связи [c.96]

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]

Графики радиального распределения вероятности нахождения электрона в атоме дают возможность определить форму электронных облаков. s-Электронное облако (/=0) обладает сферической симметрией. Вероятность обнаружения электрона в атоме водорода имеет максимальное значение при радиусе сферы, равном 0,053 нм, что соответствует радиусу первой боровской орбиты. уО-Электронное облако (/=1) имеет осевую симметрию и форму, схожую с объемной восьмеркой или гантелью. Относительное пространственное положение электронных облаков р-подуровня определяется осями координат, вдоль которых они вытянуты, поэтому для них приняты обозначения р , р и р . d-Элек-тронные облака (/=2) имеют более сложную форму. [c.84]

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]

На рис. 4 и 5 показаны графики изменения ф и для электрона атома водорода в зависимости от расстояния от ядра г, отвечающие двум разным значениям его энергии. Изображенные на рис. 4 кривые не зависят от направления, в котором откладывается измеряемое рассто5шие г. Это означает, что электронное облако обладает сферической симметрией (см. рис. 2 и 3). Кривая [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология