Электронная плотность в молекулах изображение

Молекулярные диаграммы. Рассчитанные в приближении метода МО электронные плотности, заряды на атомах, порядки связей и индексы свободной валентности принято наносить на соответствующие места при изображении структурной формулы молекулы, вместе с которой они составляют так называемую молекулярную диаграмму. При- [c.217]

Третья особенность, отличающая современное изображение молекулы, — это отсутствие в пространственном распределении электронных плотностей ясного изображения тех двух связей, которые предполагаются в классическом символе [c.180]

В настоящее время нет единого способа графического изображения молекулы бензола с учетом его реальных свойств. Практически это и невозможно сделать. Но чтобы подчеркнуть выравнен-ность л-электронной плотности в молекуле бензола, прибегают к помощи следующих формул [c.277]

Оба способа изображения распределения электронной плотности в молекуле анилина показывают, что отри нательный заряд сосредоточивается в орто- и Л(3/7(а-положениях, а это значит, что именно там создаются благоприятные условия для электрофильного замещения. [c.125]

Реальную молекулу бензола обычно рассматривают как резонансный гибрид, в котором распределение электронной плотности является промежуточным между распределением электронной плотности в резонансных структурах. Как пример изображения резонансного гибрида выше показаны две формулы бензола Полинга и Робинсона. [c.67]

Для уточнения положения молекул в расплаве были построены модели, изображенные на рис. 8.19. Свобода азимутальных поворотов дает основание аппроксимировать молекулы ци-линдрами. При пересечении последних с плоскостью, перпендикулярной осям молекул, получаются концентрические пояса — области повышенной электронной плотности. Внутренний пояс соответствует С—С-скелету молекулы, а наружный — электронам атома водорода. Так как электронный пояс, образованный атомами углерода вдоль цепи, имеет гораздо большую плотность, чем пояс, отвечающий атомам водорода, то первый межмолекулярный максимум на кривой радиального распределения находится в области пересечения сферой интегрирования цилиндра, отвечающего С — С-скелету молекул полиэтилена. [c.223]

В 1916 г. Льюис и Лангмюр выдвинули так называемую октет-ную теорию химической связи, считая, что всякая перестройка атома объясняется его стремлением принять устойчивую восьмиэлектронную оболочку атома ближайшего инертного газа. Поэтому атомы одинаковых или разных элементов объединяют свои электроны так, чтобы каждый из них имел восьмиэлектронную оболочку, содержащую обобщенные электроны. Пример графического изображения молекул простых веществ дан на рис. 29. Однако объяснения процесса объединения электронов по существу эта теория не дала. Развитие волновой механики атома явилось основой современного учения о химической связи и строении молекул. Причиной возникновения связи между атомами является уменьшение энергии двух или нескольких изолированных атомов при образовании общего, более устойчивого агрегата — молекулы. При соединении атомов между собой их орбитали с одним электроном (незаконченные) образуют общую систему орбиталей молекулы с выделением энергии, так как полученная сис-стема имеет большую симметрию и между положительно заряженными ядрами атомов, входящих в состав молекулы, создается большая плотность электронов. [c.71]

Рис 1 20 Рельефное изображение валентной электронной плотности в молекуле Ь1р Плоскость чертежа содержит связь Ь1р Положения атомов Ь и Р указаны сверху рисунка. Видно что практически вся электронная плотность сосредоточена вокруг атома Р Эго характерно для чисто ионной связи [c.61]

Связи в комплексах с лигандами — как с ионами, так и с нейтральными молекулами, — часто прочнее других химических связей. Изображение одних связей в комплексе сплошной чертой, а других — пунктиром или стрелкой, говорит только о происхождении этих связей, а не об истинном состоянии валентных электронов в случае одинаковых лигандов различное изображение связей неверно, а при разных лигандах о расположении образующих связь электронов (точнее — электронной плотности) мало что известно. Поэтому в современных работах предпочитают изображать комплексные связи обычной чертой. В комплексах типа Кислотного синего 23М лигандами являются гидрокси- и азогруппы красителя, также, по-видимому, молекулы воды и гидроксильные ионы (точные аналитические данные в большинстве случаев отсутствуют). При крашении молекулы воды замещаются на КНг-и ОН-группы кератина шерсти и других протеиновых волокон, образуя более прочные, чем вода, связи с хромом. В Кислотном синем 23М во внутренней сфере комплекса (в квадратных скобках) Сг + связан с двумя ионизированными гидроксильными группами азокрасителя 0 в комплексе участвуют, кроме атома азота азосвязи, две нейтральные молекулы воды и один гидроксил-ион краситель содержит еще две группы 80з, поэтому общий заряд внутренней сферы комплекса равен [c.287]

Способы изображения распределения электронной плотности в молекулах [c.129]

На рис. 41 изображен также радикал А, связанный с поверхностью катализатора, в положении 5, а именно с выступающим атомом К, таким же, как атом 2. Такое образование является в то же время молекулой А—К, хемосорбированной поверхностью катализатора. Поскольку К из А—К соприкасается здесь с атомами К поверхности, то для удаления А—К с поверхности в газ нужно затратить соответствующую энергию сублимации Яа-к. к Совершенно естественно, что эта энергия может быть другой, чем энергия сублимации атома 2 на рис. 41, которая составляет аЯк, потому что теперь атом 2 связан химическими силами с атомом А, к которому отвлекается часть его электронной плотности. [c.211]

Вопрос о способах наглядного схематического изображения строения молекул органических соединений с отображением не только относительного расположения атомных ядер, но и распределения электронной плотности в зависимости от различного влияния атомов и атомных групп на состояние молекулы является одним из самых трудных вопросов органической химии. До настоящего времени этот вопрос окончательно не разработан. [c.155]

Им приходится пользоваться в случае очень сложных соединений—красителей и других многоядерных ароматических соединений, содержащих одновременно несколько функциональных групп, т. е. когда наши знания о распределении электронов по связям недостаточны в тех же случаях, когда распределение электронной плотности в молекуле более или менее ясно, следует пользоваться для изображения соединения одной формулой. [c.163]

При расчете молекулы бензола по методу электронных пар учитываются пять предельных структур (I—V). Две из них тождественны классической структурной формуле Кекуле и три—формуле Дьюара. Так как энергия электронных состояний, соответствующих предельным структурам HI, IV и V, выше, чем для структур I и II, то вклад структур III, IV и V в смешанную волновую функцию молекулы бензола гр меньше, чем вклад структур I и II. Поэтому в первом приближении для изображения распределения электронной плотности в молекуле бензола достаточно двух эквивалентных структур Кекуле. [c.125]

В настоящее время наиболее распространены три способа изображения распределения электронной плотности в молекулах. [c.129]

Наконец, третий возможный способ изображения распределения электронной плотности в сопряженных алифатических системах и ароматических молекулах заключается в применении пунктирных линий для отражения выравненности связей, например [c.132]

Представления Ингольла о мезомерии вошли как составная часть в теорию резонанса, разработанную в 1928—1938 гг. Л. Полингом. Согласно Полингу, молекулу можно описать как быстро флуктуирующую между двумя электронными формулами (резонирующими структурами) и приобретающую стабильность большую, чем любая из этих формул, благодаря резонансной энергии этой флуктуации. В настоящее время теория резонанса (концепция мезомерии — резонанса) трактуется как способ качественного описания распределения электронной плотности в молекулах органических соединений с сопряженными связями. Это распределение электронной плотности по связям и атомам изображают при помощи нескольких классических структурных формул (канонических структур, или резонансных граничных структур). Реальная молекула рассматривается как резонансный гибрид , в котором распределение электронной плотности является промежуточным между распределением электронной плотности в резонансных граничных структурах. Например, бензол может быть изображен пятью резонансными структурами [c.31]

Равномерное распределение электронных плотностей всех связей С—С в бензоле можно представить схемой, изображенной на рис. 36. Каждый атом углерода связан с двумя соседними при помощи хр -электронов, а также р-электронов. Облака последних, имеющие форму объемных восьмерок (рис. 36, а расположены в направлениях, перпендикулярных плоскости, в которой расположена молекула, причем облако каждого р-электрона в одинаковой степени перекрывается двумя облаками соседних р-электронов (рис. 36, б). Такое расположение электронных облаков и обусловливает специфику связи С—С в бензоле, так называемой ароматической связи. [c.112]

Так, например, молекуле бутадиена соответствует схема, изображенная на рис. 1.15, б. Этот взвешенный граф называют молекулярной диаграммой. Цифры, указанные над ребрами,— это порядки связей, электронные плотности на атомах равны единице. Цифры, указанные стрелками, также относятся к вершинам графа и вычисляются по формуле = 1,733 — Рц, где сумма распространена на все связи данного атома с номером г. Эта величина называется индексом свободной валентности и служит мерой валентной ненасыхценности атома [51, 53]. [c.33]

Лизоцим состоит из 129 аминокислот. Приведенным выше способом исследователи сумели отчетливо определить местоположение 114 аминокислот. Положение остальных аминокислотных остатков было установлено на основании предположений, сделанных при изучении распределения электронной плотности, которое показывало лишь часть боковых цепей для каждой из этих аминокислот. Лизоцим содержит три участка, имеющих форму спирали, каждый из которых включает около 10 аминокислотных остатков. Имеются в виду участки, содержащие аминокислотные остатки 5— 15, 24—34 и 88—96. Детали структуры видны на пространственной модели молекулы лизоцима, изображенной на рис. 10.11. [c.242]

В основе этих двух способов изображения органических молекул лежит реальное явление если электронная плотность в молекуле может быть распределена несколькими способами, то все эти способы будут осуш,ествляться, так как перераспределение ведет к выигрышу энергии, к стабилизации молекулы. В таком случае ни одно из возможных частных распределений электронной плотности не может отвечать реальной молекуле. Ей может соответствовать только некая гибридная формула, отражающая все возможности с различными долями вероятности, или набор граничных формул, отражающий все или по крайней мере главные из возможных способов распределения электронной плотности. Использование нескольких граничных формул особенно необходимо, когда два или несколько способов распределения электронной плотности не отличаются или мало отличаются по энергии. С этим мы встретимся при рассмотрении химии ароматических соединений. [c.47]

При изображении распределения электронной плотности в молекулах с помощью предельных структур необходимо постоянно иметь в виду, что отдельно взятые предельные структуры не соответствуют какому-либо реальному физическому состоянию и что никакого явления электронного резонанса не существует. [c.96]

СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ В МОЛЕКУЛАХ [c.106]

Второй возможный способ изображения распределения электронной плотности в молекулах заключается в том, что выписываются несколько возможных классических структурных формул для данной молекулы (между этими структурами ставятся обоюдоострые стрелки) при этом принимается, что истинное строение молекулы является промежуточным, гибридным между этими предельными структурами и описывается их совокупностью, например [c.106]

Еще совсем недавно компьютерные программы для построения изображений служили лишь для моделирования и изображения структур по картам электронной плотности молекул, установленным посредством рентгеноструктурного анализа. Но в последние несколько лет молекулярная компьютерная графика начала развиваться в новом направлении, что значительно улучшило нашу способность представлять в пространстве сложные структурные фрагменты. Стали доступными компьютерные графические станщ1И, которые могут генерировать трехмерные структуры молекул, позволяют медленно вращать изображение молекулы на экране и выделять особым цветом наиболее интересные структурные компоненты. В результате даже неопытный исследователь может сразу увидеть такие пространственные соотношения, которые в противном случае остались бы незамеченными. По мере того как подобные графические станции становятся все более доступными, они будут служить все более важным аналитическим [c.232]

Второй разновидностью вандерваальсовых межмолекулярных сил является притяжение, обусловленное такой синхронизацией движения электронов на заполненных орбиталях взаимодействующих атомов, при которой они по возможности избегают друг друга. Например, как показано на рис. 14-12, электроны на орбиталях атомов, принадлежащих взаимодействующим молекулам, могут синхронизировать свое движение таким образом, что в результате возникает притяжение между мгновенными диполями и индуцированными ими диполями. Если в некоторый момент времени атом, изображенный на рис. 14-12 слева, имеет большую электронную плотность слева (как и показано на рисунке), то этот атом превращается в крошечный диполь с отрицательно заряженным левым концом и положительно заряженным правым концом. Положительно заряженный конец притягивает к себе электроны атома, изображенного на рис. 14-12 справа, и превращает его в диполь с аналогичной ориентацией. В результате между двумя атомами возникает притяжение, потому что положительно заряженный конец левого атома и отрицательно заряженный конец правого атома сближены. Аналогичные флюктуации электронной плотности правого атома индуцируют мгновенный диполь, или асимметрию электронной плотности, на левом атоме. Флюктуации электронных плотностей происходят непрерывно, а их результирующим эффектом является очень слабое, но важное по своему значению притяжение между [c.611]

Изображение электронов в виде символов (точек, крестиков и т. п.), поставленных у химического знака элемента. Для удобства электроны, принадлежащие разным атомам, иногда изображают разными символами. В случае полярной связи указывают направление смещения электронной плотности. Описанные выше процессы образоЕиния молекул водорода и хлороводорода отобразятся схемами [c.64]

Изображение одной и той же молекулы двумя (а в общем случае многими) граничными формулами может показаться нарушением положения о том, что канс-дая органическая молекула имеет определенную, единственную формулу строения. Однако в действительности это положение не нарушается. Все дело в том, что реальную молекулу трудно изобразить простым образом и прибегают к сравнению карбкатион похож на обе граничные формулы, он промежуточный между ними. От такого сравнения единая частица, с присущей ей структурой, с определенным распределением электронной плотности — не раздвоилась. [c.252]

Суммируя идеи Уэйда, мы получаем эстетически довольно привлекательный общий результат, согласно которому молекула типа будет иметь структуру соответствующего полиэдра с ьер-шинами (рис. 3) и 2и -Ь 2 скелетных электронов будут занимать п + 1 связывающую орбиталь. Кроме того, если число валентных электронов увеличивается на два, то молекулярная геометрия теперь соответствует следующему высшему дельтаэдру (который, конечно, имеет одну дополнительную связывающую орбиталь) типичными примерами являются молекулы, изображенные на рис. 4. На первый взгляд может возникнуть впечатление, что электронная плотность локализована в областях пространства, не примыкающих непосредственно к ядрам, — физически нереальный результат [c.151]

СОПРЯЖЕНИЕ И ДЕЛОКАЛИЗАЦИЯ. Прежде чем перейти к обсуждению молекулярных орбиталей, необходимо четко усвоить различие между сопряженными и делокализованными двойными связями. (Термин сопряженная система означает лишь, что в молекуле имеется цепь чередующихся простых и двойных связей —С=С—С=С— этот термин не говорит о распределении я-электроппой плотности внутри такой структурной единицы.) Дело-кализованный означает, что п-электронная плотность не локализована между двумя соседними / -орбиталями, но распределена по всей л-орбиталь-пой системе. Например, хотя оба изображенных пиже фрагмента являются сопряженными, делокализация возможна только во втором фрагменте, ибо только в нем опа позволена конформацией вокруг центральной простой связи. [c.565]

РИС. 4-19. Г. Дифференциальная карта, показывающая изменение электронной плоти остп при связывании гемоглобина с 2,3-дифосфоглицератом (ДФГ) (светлые контуры), наложена на карту, изображенную на рнс. 4-19, В. Области, где электронная плотность увеличивается, обведены сплошными светлыми линиями и обозначены заглавными буквами области, где электронная плотность уменьшается, обведены светлыми пунктирными линиями и обозначены прописными буквами. Молекула ДФГ с усредненной симметрией наложена на карту таким образом, чтобы она совпала с областью максимального увеличения электронной плотности на осп 2-го порядка. Наличие двух пар областей с увеличенной и уменьшенной электронной плотностью, обозначенных через Р1, р1 н Р2, р2, показывает, что прн связывании гемоглобина с ДФГ N-концевые а-амнногруппы и гистидины Н-21 перемещаются внутрь структуры. Сильное уменьшение электронной плотности в области р4 указывает на то, что [c.311]

Ход реакции можно описывать двояко. Один метод состоит в подсчете изменений формы молекулы во время этого процесса, а именно длин связей, валентных углов и электронной плотности. Сущность второго метода состоит в описании изменений содержания свободной энергии молекул. Оба описания не являются независимыми, поскольку содержание свободной энергии определяется геометрическими факторами. Обычный способ изображения такого соотношения представлен на рис. 9.3. Изменения в форме молекулы указаны по оси абсцисс (от О до 100%), а рост и падение свободной энергии— по оси ординат. Такие диаграммы свободной энергии обычно схематичны в том смысле, что переменная координата реакции характеризует сложное и,змене-ние целого ряда геометрических параметров. Величина а служит мерой свободной энергии активации для данной реакции. [c.198]

Ко второй группе существующих способов изображения молекул можно отнести способы, основная установка которых заключается в том, что соединение должно быть по возможности изображено формулой, непосредственно отображающей распределение электронной плотности по связям, и что смещение электронов, происходящее при взаимодействии с реагентом, должно быть показано другим условным обозначениём. [c.158]

Для описания распределения электронной плотности в молеклме с помощью структурных формул используют два приема. Либо обычные структурные формулы дополняют стрелками (прямыми и изогнутыми), отображающими направление и способ смещения электронной плотности ( мезомерные формулы), либо для одного и того же вещества используют несколько структурных формул, ото-бряжйгоших крайние (граничные) смещения электронной плотности. Действительное распределение электронной плотности будет в этом случае промежуточным между граничными структурами. Изображение одной молекулы несколькими формулами не означает, что эта молекула существует в виде нескольких электронных изомеров все граничные структуры относятся к одной молекуле. [c.47]

Если мезоструктура отражает действительное химическое строение молекулы, то нужно для этого найти и соответствующее изображение. Совсем излишне название мезосостояние —оно явно неудачно, так как это может привести к опасной путанице. Мы не можем, скажем, свободный радикал рассматривать иначе как вещество и не приписывать ему определенную формулу, хотя свободные радикалы обычно имеют временное существование. Если имеется в виду при мезомерии, по Измаильскому, изменение в распределении электронной плотности, если это не соответствует разным веществам, то подобные случаи следует обозначать сходно с другими примерами различного распределения электронной плотности. [c.297]

Функции ij i, 01)2, 11 з и т. д. различных предельных структур входят в волновую функцию ij) с тем большими коэффициентами (с тем большим весом), чем меньше энергия, рассчитанная для соответствующей структуры. Электронное состояние, соответствующее волновой функции г15, наиболее устойчиво, сравнительно с электронными состояниями, изображаемыми функциями ij)i, г1)2, tjJs и т. д. энергия же состояния, изображаемого функцией ij (реальной молекулы), естественно, является наименьшей сравнительно с энергиями предельных структур. При расчете молекулы бензола по методу электронных пар учитываются пять предельных структур (I—V). Две из них тождественны классической структурной формуле Кекуле и три — формуле Дьюара. Так как энергия электронных состояний, соответствующих предельным структурам П1—V, выше, чем для структур I и II, то вклад структур III, IV и V в смешанную волновую функцию молекулы бензола меньше, чем вклад структур I и II. В первом приближении поэтому для изображения распределения электронной плотности в молекуле бензола достаточно двух эквивалентных структур Кекуле. [c.94]

Многоструктурный способ изображения распределения электронной плотности в молекулах в большинстве случаев мало удобен сравнительно с другими предложенными. Так, например, формула (I) фенолят-аниона представляла бы в соответствии с этим способом комбинацию из пяти предельных структур [c.107]