Кислород эффективный заряд ядра

Рис. 2.10. Эффективный заряд ядра при удалении п-го электрона (2 ) для атомов фтора и кислорода. Если кривые экстраполировать, к началу координат (пунктирные линии), можно найти энергию ионизации отрицательного иона (Яо)-

Катионы связаны с молекулами воды донорно-акцепторной связью донором являются атомы кислорода, имеющие две свободные электронные пары, акцептором — катионы, имеющие свободные электронные ячейки. Чем больше заряд иона и чем меньше его размер,тем значительнее будет катионная доля поляризующего действия К на Н2О. Анионы связаны с молекулами воды водородной связью. Сильное влияние может привести к полному отрыву протона — водородная связь становится ковалентной. Донорная активность А" будет тем значительнее, чем больше я и меньше га . В зависимости от силы поляризующего влияния К"" и А" на молекулы Н2О будут получаться различные результаты. Так, катионы элементов побочных подгрупп и непосредственно следующих за ними элементов подвергаются более интенсивному гидролизу, чем другие ионы одинаковых с ними заряда и радиуса, так как ядра первых менее эффективно экранируются -электро-нами. [c.202]

Отталкивание между двумя р-электронами, находящимися в атоме кислорода на одной орбитали, настолько велико, что, несмотря на увеличение эффективного заряда ядра и уменьшение радиуса атома, отрыв одного из этих электронов осуществляется легче, чем отрыв р-электрона от атома азота. По аналогичной причине происходит нарушение общей последовательности изменения потенциалов ионизации при переходе от к 1 8 в третьем периоде и при переходе от к 8е в четвертом периоде. [c.100]

По мере заполнения данной оболочки, например 2/7-оболочки, ионизационный потенциал растет с увеличением атомного числа, а поскольку электроны данной оболочки очень мало экранируют друг друга, эффективный заряд ядра также растет. Надо отметить исключение в группе кислорода ионизационный потенциал О меньше, чем Н. Пока в р-оболочке имеются 3 или меньше электронов, они все могут находиться на различных из трех возможных р-орбит Рх> Ру Рх) что электростатическое отталкивание минимально. 4/7-электрон должен сесть на орбиту, которая занята одним электроном. Повышенное электростатическое отталкивание является причиной того, что электрон связан менее прочно, чем можно было ожидать из рассмотрения одного лишь эффективного. заряда ядра. [c.228]

Эффективный заряд атома, входящего в состав соединения, определяется как алгебраическая сумма его отрицательного электронного заряда и положительного заряда ядра. В настоящее время известно более десятка экспериментальных методов определения значений эффективных зарядов в большинстве своем с точностью (0,1 — 0,3)е, что соизмеримо с точностью вычисления этих зарядов в квантовой химии и теории твердого тела. В табл. 9 приведены данные по эффективным зарядам атомов, которые получены рентгеноспектральным методом д.пя ряда типичных неорганических веществ. Знаком отмечены эффективные заряды на металлических элементах, знаком — на электроотрицательных атомах. К чисто ионным соединениям близки только галогениды щелочных металлов, хотя и для них эффективные заряды не достигают единицы. Все остальные соединения, в том числе галогениды, оксиды, сульфиды кальция и магния, являются только частично ионными. Кроме того, эффективные заряды на типических электроотрицательных атомах (кислород, сера) почти не превосходят 1, в то время как заряды металлических элементов (кальций, алюминий) могут быть заметно больше единицы. Это объясняется тем, что энергия присоединения двух электронов к кислороду и сере (сродство к электрону второго порядка) отрица- [c.63]

Чем объяснить уменьшение эффективного заряда ядра атома при переходе от гелия к литию от бериллия к бору от азота к кислороду [c.18]

На рис. 19 приведен график изменения потенциалов ионизации, в нем отчетливо выражена периодичность. Несоответствие изменения потенциалов ионизации изменению эффективного заряда ядра от азота к кислороду, от фосфора к сере обусловливается уже отмеченной повышенной устойчивостью наполовину заполненных р-орбиталей. Уменьшение ионизационных потенциалов в группах объясняется увеличением атомного радиуса. При [c.33]

Способность атома фтора к захвату электрона можно объяснить исходя из одноэлектронной интерпретации энергии ионизации. На рис. 2.10 изображено изменение эффективного заряда ядра, который ощущают валентные электроны фтора, по мере их последовательного удаления. Кривая на графике экстраполирована к Е(,. Как видно из такой экстраполяции, на электрон, который легче всего удалить, действует эффективный заряд ядра, равный приблизительно 1,0, Это означает, что даже у отрицательного иона притяжение к ядру перевешивает отталкивание электронов. На рис. 2.10 приведен также график для кислорода. На этот раз полученное экстраполяцией зна- [c.64]

Расстояния между ядрами атомов и угол между связями в мономерной молекуле Н2О измерены надежно и с достаточной точностью. Менее надежны данные о распределении эффективного электрического заряда. В соответствии с данными Бьеррума [5] положительный заряд ядра атома кислорода полностью экранирован электронами. Экранирована также основная часть заряда протонов. Таким образом, можно считать, что эффективные электрические заряды молекулы воды сосредоточены в верщинах тетраэдра, центр которого совпадает с центром молекулы, и находятся на расстоянии 0,99 А от ядра атома кислорода. Молекула воды имеет два положительных и два отрицательных полюса с эффективным зарядом 0,17 е каждый (е — заряд электрона), образующих почти правильный тетраэдр. Несмотря на то что эта модель довольно грубо описывает строение молекулы воды, на ее основе можно объяснить некоторые особенности структуры льда. Существуют и другие предположения о распределении электронного заряда в молекуле воды, подтвержденные Вер-веем [6а]. Во всяком случае, основой проверки любой теории, касающейся распределения электронного заряда, служит величина дипольного момента молекулы воды (1,87 Д), полученная в результате надежных экспериментов. [c.32]

Связь между атомами разных элементов всегда более или менее полярна, что обусловлено различием размеров и электроотрицательностей атомов. Например, в молекуле хлорида водорода НС1 связующее электронное облако смещено в сторону более электроотрицательного атома хлора. Вследствие этого заряд ядра водорода уже не компенсируется, а на атоме хлора электронная плотность становится избыточной по сравнению с зарядом ядра. Иными словами, атом водорода в НС1 поляризован положительно, а атом хлора отрицательно на атоме водорода возникает положительный заряд, на атоме хлора — отрицательный. Этот заряд б, называемый эффективным, можно установить экспериментально. Согласно имеющимся данным эффективный заряд на атоме водорода молекулы H l составляет бн =+0,18, а на атоме хлора Oq =—0,18 абсолютного заряда электрона. Можно сказать, что связь в молекуле НС1 имеет на 18% ионный характер, т. е. полярна. Ниже приведены значения эффективных зарядов на атомах кислорода в оксидах элементов 3-го периода [c.80]

Как уже указывалось на стр. 132, атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии хр -гибридизации. Поэтому валентный угол НОН (104,3°) близок к тетраэдрическому (109,5°). Электроны, образующие связи О—Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате атомы водорода приобретают эффективные положительные заряды, так что на этих атомах создаются два положительных полюса. Центры отрицательных зарядов неподеленных электронных пар атома кислорода, находящиеся на гибридных 5р -орбиталях, смещены относительно ядра атома и создают два отрицательных полюса (рис. 71). [c.199]

Эффективный заряд атома, входящего в состав соединения, определяется как алгебраическая сумма его отрицательного электрон-мого заряда и положительного заряда ядра. В настоящее время известно более десятка экспериментальных методов определения значений эффективных зарядов в большинстве своем с точностью 0,1 — Д,3 е, что соизмеримо с точностью вычисления этих зарядов в квантовой химии и теории твердого тела. В табл. 10 приведены данные по эффективным зарядам атомов, которые получены рентгеноспектральным методом для ряда типичных неорганических веществ. Знако.м -Ь отмечены эффективные заряды на металлических элементах, знаком — на электроотрицательных атомах. К чисто ионным соединениям близки только галогениды щелочных металлов, хотя и для них эффективные заряды не достигают единицы. Все остальные соединения, в том числе галогениды, оксиды, сульфиды кальция и магния, являются только частично ионными. Кроме того, эффективные заряды на типических электроотрицательных атомах (кислород, сера) почти не превосходят 1, в то время как заряды металлических элементов (кальций, алюминий) могут быть заметно больше единицы. Это объясняется тем, что энергия присоединения двух электронов к кислороду и сере (сродство к электрону второго порядка) отрицательна. Расчеты показывают, что сродство к электрону второго порядка для кислорода равно —732, а для серы составляет —334 кДж/моль. Значит, ионы типа и 5 не существуют, и все оксиды, сульфиды, независимо от активности металлов, не относятся к ионным соединениям. Если двухзарядные анионы в действительности не -существуют, тем более нереальны многозарядные одноатомные отрицательные ионы. [c.84]

Аналогично электрическому дипольному моменту двухатомной молекулы можно описать электрический дипольный момент связи. Например, в молекуле НдО каждая из связей О—Н имеет свой дипольный момент, равный произведению эффективного заряда атома Н на расстояние между ядрами О и Н и направленный от ядра атома кислорода к ядру атома водорода. [c.152]

Для тонких водных прослоек расчеты структурных изменений удалось пока осуществить лишь в немногих случаях. Антонченко, Давыдов и Ильин [109, 141] провели численные расчеты методом Монте-Карло, используя для описания межмолекулярных взаимодействий в воде потенциал Роулинсона. Он включает, кроме потенциала Леннард—Джонса, кулоновское взаимодействие между четырьмя эффективными электрическими зарядами в каждой молекуле воды. Два положительных заряда д = +0,328е расположены на атомах водорода на расстоянии 0,8743 А от атома кислорода. Два отрицательных заряда д = —0,328е расположены на расстояниях 0,25 А от центра атома кислорода на линии, перпендикулярной плоскости молекулы. Эти заряды аппроксимируют распределения максимальной плотности электронов вокруг ядра атома кислорода. Взаимодействие между зарядами двух молекул воды приближенно описывает межмолекулярную водородную связь. [c.231]

Поэтому можно считать, что взаимодействие между ядром атома водорода и долей электронной плотности (с зарядом, равным—1), которая находится вблизи этого ядра, т. е. как бы атомом водорода в молекуле воды, и ядром атома кислорода и долей электронной плотности (с зарядом, равным —8), находящейся вблизи этого ядра — как бы атомом кислорода в молекуле воды, — будет очень сильным, и его называют химической связью, которая связывает эти эффективные атомы в одно целое. Взаимодействие между эффективными атомами водорода в молекуле воды является значительно более слабым, чем в молекуле водорода, и поэтому считают, что эти атомы в молекуле воды не связаны друг с другом химическими связями, а оказывают друг на друга лишь взаимное влияние . [c.19]

Эффект сопряжения существенно изменяет энергию водородной связи молекул ароматических соединений с молекулами воды, что должно сильно отразиться на величине растворимости производных бензола в воде. Так, эффект оттягивания электронной плотности из ароматического ядра на введенную в молекулу фенола нитрогруппу приводит к повышению эффективного положительного заряда у атома кислорода, в результате чего энергия Н-связей между фенольной группой и молекулами воды значительно уменьшается. В соответствии с этим растворимость п-нитрофенола в 10 раз меньше растворимости фенола (табл. 7). [c.29]

Четыре атома кислорода в анионе СЮ , действуя как электрофильные лиганды, заметно притягивают к себе 5р -облака возникающих 0-связей и, таким образом, как бы оттягивают на себя часть электронного экрана, лежащего между пустой Зй-орбиталью атома хлора и его ядром. В результате эффективный ядерный заряд, способный действовать на электрон Зй-орбита-ли, заметно возрастает и потому заселение 3 -орбитали становится энергетически выгодным З -облако менее диффузно и способно прочнее связываться с ядром. На такие подготовленные в энергетическом смысле З -орби-тальные вакансии могут частично переходить электроны от неподеленных пар атомов кислорода. [c.281]

Второй период образует атомы от до Ne. В направлении — Ке растет эффективный заряд ядра, в связи с чем уменьшаются размеры атомов (см. Гшах), возрастает потенциал ионизации и осуществляется, начиная с В, переход к неметаллам. Потенциал ионизации отражает не только рост в ряду —Ке, но и особенности электронных конфигураций потенциал ионизации у бора ниже, чем у бериллия. Это указывает на упрочнение заполненных нодоболочек ( у бериллия). Более высокий потенциал ионизации азота по сравнению с кислородом указывает на повышенную прочность конфигурации р , в которой каждая орбиталь занята одним / -электроном. Аналогичные соотношения наблюдаются и в следующем периоде у соседей Mg—А1 и Р—5. У атомов второго периода отрыв электрона с внутреннего Ь -слоя требует такого высокого ПИ (75,62 эВ уже у лития), что в химических и оптических процес--сах участвуют только внешни электроны. Сродство к электрону в ряду Ы—Р имеет тенденцию к возрастанию. Но у берилжя оболочка заполнена, и сродство к электрону эндотермично так же, как и у гелия (1л ). Обладая самым высоким потенциалом ионизации ю всех неметаллов и высоким сродством к электрону, фтор является наиболее электроотрицательным элементом в периодической системе. Для атома неона СЭ (Ке)=—0,22 эВ. Оболочка з р атома Ке, электронный октет, характеризуется суммарным нулевым спином и нулевым орбитальным моментом (терм 5о). Все это, вместе с высоким потенциалом ионизации и отрицательным сродством к электрону, обусловливает инертность неона. Такая же з р конфигурация внешнего слоя характерна для вСех элементов нулевой группы. Исследования последних лет показывают, что 1 п, Хе,Кг и Аг дают химические соединения со фтором и кислородом. Очевидно, что з р конфигурация не влечет как непременное следствие химической инертности. Все атомы со спаренными электронами (терм о) — диамагниты (Не, Ве, Ке и т. д.). Конфигурации внешнего электронного слоя у атомов 2-го и 3-го периодов, стоящих в одних и тех же группах, одинаковы, чем объясняется близость химических свойств элементов, стоящих в одних и тех же группах (сравните Ка иЬ1 в табл. 5). Но наблюдается и различие элементы второго периода обладают постоянной валентностью, а третьего — переменной. Это связано с тем, что у атомов третьего периода есть вакантные -состояния в третьем квантовом слое, а во втором слое таких соединений нет. [c.62]

Характеристика элемента. Бериллий, так же как и литий, относится к числу -элементов. Четвертый электрон, появляющийся в атоме Ве, помещается на 25-орбитали. Энергия ионизации бериллия выще, чем у лития, из-за большего заряда ядра. Эффективный заряд ядра, влияющий на четвертый -электрон, равен гэфф=1,66. В результате взаимодействия ядра с электронным окружением атом становится меньше (/ ве=1,ИА). Удалить электроны с 2 -орбиталп не просто первый потенциал ионизации почти в два раза больше, чем у лития, а второй потенциал так высок (18,2 эВ), что существование иона Ве + (с полной потерей двух электронов) практически невозможно. Даже в соединениях с фтором связи Ве—Р в значительной степени ковалентны, не говоря уже о связях с другими элементами. Следовательно, степень окисления -Ь2, приписываемая ему, величина условная. Для образования ковалентных связей бериллию необходимо разъединение (распаривание) 25-электронов. Чтобы это произошло, один из них должен перейти на более высокую 2р-орбиталь. Таким образом, когда атом бериллия переходит в такое состояние, его два электрона занимают две эквивалентные 5р-гибридизованные орбитали. Несмотря на то что связи бериллия в основном ковалентны даже в простых солях, все же был оценен его примерный ионный радиус 0,31 А. Это меньше, чем у атома водорода и иона Н+, и, следовательно, создает значительное поле положительного заряда и делает его способным прочно связывать анион кислорода, даже отнимая его у гидроксил-иона [c.205]

Эффективные заряды ядра и средние радкусы для подгрупп бериллия и кислорода в одноэлектронном приближении [c.70]

В принципе такие спектры сходны с ЯМР низкого разрешения. К примеру, химические сдвиги в спектрах ЯМР тоже зависят от эффективных зарядов атомов. Однако помимо данного фактора на них влияет такое множество других, что вьщелить эту зависимость в чистом виде оказывается довольно трудно. ЭСХА же трактуется значительно проще. Кроме того (не стоит забывать), рентген б равным успехом позволяет видеть сигналы не только углерода, но и любых других атомов, кроме водородных на рис. 84 вынесена лишь часть спектра, в котором есть еще линии и кислорода, и фтора. И если на ядрах последнего ЯМР тоже возможен, то кислород с его нулевым спином для ЯМР немой . Именно для таких элементов, особенно для серы с ее разнообразными, порой трудно доказуемыми валентными состояниями, рентгеноэлектронная спектроскопия применяется наиболее часто и успешно. [c.208]

Стабилизация феиоксид-анионов обусловлена эффектом сопряжения - делокализацией отрицательного заряда в результате его взаимодействия с я-орбнталями бензольного кольца. Феиоксид-анион можно поэтому представить набором граничных резонансных структур или в виде резонансного гибрида (схема 12.24, а). Делокализация в случае неионизированного фенола за счет неподеленной электронной пары атома кислорода в гидроксильной группе менее эффективна, так как она происходит с разделением зарядов (см. схему 12.24, б). Сопряженные с бензольным кольцом двойные связи увеличивают кислотность, как это наблюдается в случае введения в ядра-положение [c.429]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология