Аммиак орбитали

При образовании молекулы аммиака также происходит хр -гиб-ридизация атомных орбиталей центрального атома (азота). Именно поэтому валентный угол НЫН (107,8°) близок к тетраэдрическому. Небольшое отличие этого угла от 109,5° объясняется, как и в молекуле воды, асимметрией в распределении электронных облаков вокруг ядра атома азота из четырех электронных пар три участвуют в образовании связей N—Н, а одна остается неподеленной. [c.139]

Существуют различные способы гибридизации в зависимости от характера взаимодействующих орбиталей. Так, при образовании молекулы аммиака одна з-орбиталь и три р-орбитали превращаются в четыре одинаковые гибридные орбитали. Это ар -гибридизация. При этом в молекуле аммиака в образовании связи участвуют три орбитали из четырех равноценных гибридных орбиталей, которые перекрываются с -орбиталями атомов водорода, а в ионе аммония в образовании связи участвуют все четыре орбитали. [c.36]

Наличие в молекуле аммиака или в ионе аммония, а также в молекулах метана и воды четырех равноценных гибридных орбиталей (вр -гибридизация) предопределяет их равномерное взаимное расположение в пространстве по направлениям от центра молекулы к вершинам описанного тетраэдра независимо от соотношения между участвующими в образовании связи незанятыми орбиталями. Из-за слабого отталкивания, существующего между орбиталями, участвующими в образовании связи, и незанятыми орбиталями, валентный угол изменяется от 109°28 в молекуле метана (все четыре гибридные орбитали участвуют в образовании связи) до 107°18 в молекуле аммиака (одна орбиталь из четырех не занята) и до 104°30 в молекуле воды (не заняты две орбитали из четырех) 1). [c.36]

Некоторые молекулы, хотя они на первый взгляд являются валентно насыщенными системами, так как их валентные электроны попарно заселяют молекулярные орбитали, отнюдь не лишены способности соединяться химическими связями с другими молекулами, не разрывая при этом своих собственных межатомных связей. Одни из этих молекул для этого должны иметь незанятые валентные орбитали, а другие — неподеленные пары электронов. Таким образом, одни молекулы проявляют способность присоединять другие молекулы до тех пор, пока не будут заняты все их валентные орбитали. Как известно, р -орбиталь бора не занята в молекуле ВРз. Поэтому эта молекула присоединяет молекулу аммиака, атом азота которой имеет на валентной орбитали одну пару неподеленных электронов, причем образуется донорно-акцеп-торная связь, почти ничем не отличающаяся от других ковалентных связей. Следовательно, нет оснований называть подобные соединения молекулярными комплексами — это настоящие атомные, а не молекулярные соединения. Связи подобного типа с донорами электронов могут образовать также молекулы — соединения бериллия, алюминия и др. В молекулах типа ВеРг имеются две незанятые валентные орбитали. Благодаря этому фторид бериллия присоединяет две молекулы диэтилового эфира, кислород которого служит донором электронов. Если в молекулах имеются незанятые валентные орбитали и недостаточное количество электронов для их нормального заселения парами электронов, как, например, в молекулах бороводородов, то эти молекулы в ряде случаев соединяются друг с другом путем делокализации всех валентных электронов между всеми молекулярными орбиталями, в результате чего все они оказываются частично заселенными электронами и между молекулами образуются настоящие химические связи. Это относится не только к взаимодействию молекул диборана с образованием высших боранов, но и к конденсации атомов металлов, в результате которой получаются твердые металлы. Атомы металлов также имеют незаселенные валентные орбитали, которые при конденсации сливаются в валентную зону и таким образом становятся достоянием всех валентных электронов. [c.88]

Согласно экспериментальным данным первый потенциал ионизации молекулы аммиака имеет три значения 10,5, 15,2 и 22,4 эВ. Объясните этот факт с использованием теории молекулярных орбиталей. [c.62]

Сказанное проиллюстрируем на примере строения молекул метана, аммиака и воды. Центральные атомы этих молекул образуют химические связи за счет электронов 5р -гибридных орбиталей. У атома углерода на четыре 5/ -гибридные орбитали приходится четыре электрона [c.67]

На рис. 59 приведена энергетическая диаграмма орбиталей молекулы аммиака. Из семи исходных атомных орбиталей (25-, 2ру-и 2 рг-орбиталей азота и 15-орбиталей трех атомов водорода) возникает семь молекулярных орбита- [c.101]

На рис. В.ЗО схематически показан механизм образования связи атома металла с молекулой азота. Он предусматривает активирование молекулы N2 и затем ее связывание в мягких условиях. Аналогичным образом объясняется действие соединений ( -элементов как катализаторов в процессах синтеза аммиака или при связывании азота микроорганизмами. Сначала происходит образование донорно-акцепторной связи о-типа. Это требует переноса электронной плотности за счет перекрывания занятой орбитали атома азота (свободная пара электронов) с незанятой орбиталью атома металла. Далее происходит перекрывание заполненных йп- или с я —рл-орбиталей атома метал- [c.531]

Какой тип гибридизации атомных орбиталей азота имеет место при образовании молекулы аммиака. Какую геометрическую форму в связи с этим имеет эта молекула Дать схему перекрывания электронных облаков. [c.146]

В молекуле аммиака из восьми валентных электронов шесть образуют три ковалентные связи и являются общими для атома азота и атомов водорода. Но два электрона принадлежат только азоту и образуют неподеленную электронную пару. Такая пара электронов тоже может участвовать в образовании ковалентной связи с другим атомом, если во внешнем электронном слое этого атома есть свободная орбиталь. Такая вакантная 1з-орбиталь имеется у иона водорода Н" , вообще лишенного электронов. Поэтому при взаимодействии молекулы NHз с ионом водорода между ними возникает ковалентная связь неподеленная пара электронов атома азота становится общей для двух атомов, в результате чего образуется ион аммония НН . Здесь ковалентная связь возникла за счет электронной пары одного и свободной орбитали другого атома по донорно-акцепторному механизму. В рассмотренном примере донором электронной пары служит атом азота, а акцептором — ион водорода. Опытом установлено, [c.122]

В молекуле аммиака атом азота находится в состо.янии sp -гибридизации, причем на одной из его гибридных орбиталей находится неподеленная электронная пара. Поэтому при донорно-акцепторном взаимодействии молекулы NH3 с ионом Н+ образуется ион NHJ, имеющий тетраэдрическую конфигурацию. Аналогично построен комплексный ион здесь донором электронной пары служит анион F , а акцептором — атом бора в молекуле BF3, обладающий незанятой орбиталью внешнего электронного слоя и переходящий при комплексообразовании в состояние sp -гибридизации. [c.360]

Высокая упорядоченность расположения молекул многих жидкостей, например воды, фтороводорода, аммиака и спирта не может быть объяснена только действием сил Ван-дер-Ваальса. Для объяснения структуры жидкости используется представление о водородной связи. Образование этой связи обусловлено тем, что электронная орбиталь атома водорода имеет сферическую симметрию и формирует одну связь в результате перекрывания с орбиталью другого атома, при этом у атома водорода остаются возможности для взаимодействия с другими атомами и образуется водородная связь. [c.74]

Аналогичный механизм образования химических связей и в молекуле аммиака. Три р-орбитали атома азота, на которых находятся валентные электроны, перекрываются с -орбиталями атомов в )дорода, в результате чего образуется молекула [c.90]

Гибридизация в молекулах аммиака и воды. Мы вкратце обсудили геометрическое строение соединений бериллия, бора и углерода, пользуясь концепцией гибридизации. При дальнейшем движении по периоду вправо мы переходим к соединениям азота и кислорода, геометрия которых уже обсуждалась в рамках чистых р-орбиталей. Такое рассмотрение нельзя признать целиком удовлетворительным, если помнить, что экспериментальные значения валентных углов в молекулах HgN (107°18 ) и Н О (104°ЗГ) больше, чем между чистыми р-орбиталями (90°). С другой стороны, экспериментальные величины гораздо ближе к 109°28 — тетраэдрическому углу при sp -гибридизации связей. Так возникла идея о существовании общей для всех элементов второго периода гибридизации атомных s- и р-орбиталей. В применении к молекулам HgN и HjO это выглядит так, как показано на рис. III. 15. Октет электронов вокруг каждого центрального атома располагается на четырех sp -гибридных орбиталях, причем в моле- [c.183]

Выше отмечалось, что валентные углы в молекулах Н2О и N1 ] не точно соответствуют расположению р-орбиталей и это обусловлено некоторым вкладом 5-электронов в образование химической связи. Такой вклад есть не что иное, как гибридизация. Электронное строение молекул воды и аммиака выражается схемами, показанными иа с. 91. Четыре пары электронов в этих молекулах занимают четыре орбитали, которые близки к гибридным. Отличие валентных углов от тетраэдрических объясняется тем, что гибридизация в данном случае неполная. [c.94]

Валентные электроны атома азота займут четыре sp -гибридные орбитали. На трех из них расположится по одному электрону эти орбитали образуют связи с атомами водорода. Четвертая орбиталь будет занята двумя электронами, не образующими химической связи. Как показывают исследования, дипольный момент аммиака обусловлен в основном этой неподеленной парой электронов. [c.169]

В табл. 20 представлены орбитали центрального атома и групповые орбитали лигандов, образующие молекулярные ст-орбитали в октаэдрических комплексах. Буквами ст обозначены орбитали лигандов, перекрывающиеся с орбиталями центрального атома по ст-типу, т.е. расположенные вдоль линий, соединяющих лиганд с центральным атомом. Например, если лигандами являются молекулы аммиака, то ст обозначает одну из рз.гибридных орбиталей атома азота (см. стр. 168), занятую неподеленной парой электронов и направленную к атому ме- [c.228]

Существует также и другое объяснение большего отталкивания неподеленных пар. Орбиталь, содержащая связывающую электронную пару, из-за влияния двух положительных центров более или менее локализована, тогда как орбиталь, содержащая неподеленную пару, может занимать больше доступного пространства, чем орбиталь со связывающе) парой. Это допущение позволяет, по крайней мере качественно, понять наблюдаемое уменьшение углов между связями в ряд>- метан — аммиак вода. [c.216]

Рассмотрим в качестве примеров аммиак и амид уксусной кислоты. В молекуле аммиака три а-связи образованы тремя р-электронами и содержится одна неподеленная пара 5-электронов. Молекула аммиака имеет строение трехгранной пирамиды. Наличие неподеленной пары электронов делает его способным образовать еще одну а-связь с каким-либо атомом или ионом с пустой орбиталью. Простейшим примером такой частицы с пустой орбиталью является протон. Поэтому аммиак присоединяет протон, участвуя в реакции с водой [c.75]

Традиционным примером образования донорно-акцепторной связи служит образование иона аммония из аммиака, обладающего неподеленной парой электронов, и протона, имеющего вакантную 5-орбиталь, т. е. [c.88]

Соединения азота с водородом. Важнейшее водородное соединение азота — аммиак N1 3. В молекуле аммиака атом азота находится в состоянии 5р -гибридизации. При этом три гибридные орбитали перекрываются с 5-орбиталями трех атомов водорода, в результате чего образуются три ковалентные связи N—Н на четвертой гибридной орбитали атома азота находится неподеленная пара электронов. Гибридные зр -орбитали ориентированы в направлениях к вершинам тетраэдра. Поэтому валентный угол ННН в молекуле аммиака (107°) близок к тетраэдрическому (109,5°). [c.169]

Молекул о чисто ионной связью практически нет. Во всех приведенных примерах были рассмотрены так называемые бинарные соединения, т. е. соединения, в состав которых входили атомы только двух разных элементов, а химическая связь возникала при взаимодействии электронов, имеющих антипараллельные СПИНЫ. При сближении двух атомов, у одного из которых валентная атомная орбиталь вакантна (свободна), а у другого — полностью заполнена, также появляется возможность обобществления пары электронов двумя атомами, причем поставщиком (донором) обоих электронов является один из атомов. Второй атом принимает электронную пару (акцептор) на свою свободную орбиталь. Такая химическая связь называется донорно-акцепторной (дативной, координационной, семиполярной) связью. Так, в молекуле аммиака ЫН а атом азота имеет неподеленную пару электронов (25 ), которая может участвовать в образовании донорно-акцепторной связи с подхо- [c.23]

Одновалентный атом имеет только одну орбиталь, которая может участвовать в образовании связи, но атомы с валентностью 2 и более должны образовывать связи, используя по крайней мере две орбитали. Так, атом кислорода имеет две наполовину заселенные орбитали, определяющие его валентность, равную двум. Кислород образует простые связи за счет перекрывания этих орбиталей с орбиталями двух других атомов. Согласно принципу максимального перекрывания, ядра этих двух атомов должны образовывать с ядром кислорода угол 90°, так как в образовании связи участвуют р-орбитали кислорода, расположенные взаимно перпендикулярно. Аналогичным образом следовало бы ожидать, что при образовании трех простых связей у атома азота, имеющего три взаимно перпендикулярные р-орбитали, углы между связями должны составлять 90°. Однако в действительности наблюдаемые величины валентных углов отличаются так, в молекуле воды они составляют 104°27, в молекуле аммиака — 106°46 [5], а в спиртах и простых эфирах углы еще больше (табл. 1.5). Этот вопрос будет обсуждаться в разд. 1.11 здесь же важно отметить, что ковалентные соединения действительно имеют определенные углы между связями, и хотя атомы постоянно колеблются, средние положения для каждой молекулы данного соединения остаются неизменными. [c.19]

Н, рис. 152 приведена энергетическая диаграмма орбиталей молекулы аммиака. Из семи исходных атомных орбиталей (25-, 2рд.-, 2р,1- и 2р -орбиталей азота и Ь -орбиталей трех атомов водорода) возникает семь молекулярных орбиталей три а - -, три араэр- и одна несвязывающая а,-. [c.347]

Образование ковалентной связи может иметь и донорно-акпеп-торный механизм. В этом случае атом-донор предоставляет двух-электрОШюё" облако, а атом-акцептор - свободную орбиталь. Дон но-акцепторные связи, называемые также координационными возни1 1ЮТ, например, при образовании ионов [Ад(ЫНз)21 , [2п(NHз)4] , [СО(ЫНз)д] и др., в которых азот молекулы аммиака, обладая неподеленной электронной парой, выполняет функцию донора, а ионы Н , Ag, и Со — функцию акцептора. [c.47]

В водном растворе Со + образует высокоспиноаый комплекс [Со(Н20)б] (поскольку НаО —лиганд, обладающий сравнительно слабым полем). В водном растворе соли Со + не окисляются кислородом, нэоборот, соли Со + в водной иеде медленно окисляют НаО с выделением Оа и превращаются в соли o +.. Свойства Со + р зко изменяются при добавлении к раствору лиганда с сильным полем, образующего с Со + низкоспиновый комплекс. Поскольку Со + имеет конфигурацию шесть электронов пог/арно располагаются на трех -орбиталях с низкой энергией, состояние Со + становится стабильным, окислители легко переводят Со +в Со + растворы солей Со +, содержащие аммиак, легко окисляются кислородом воздуха, образуя комплексы Со +, например [c.561]

Валентные электроны молекулы аммиака располагаются на орбиталях трех энергетических уровней —двух связывающих и одном почти несвязываюшем. [c.194]

См. ч. I, гл. 2, задание 12. У иона Ag+ валентными являются орбитали 5 , 5рд., Ьру и 5р . У молекулы аммиака валентной является ее несвязывающая орбиталь. Групповые орбитали представляют собой сочетание двух орбиталей лигандов (см. рис. 98) либо с одинаковыми знаками (фх), либо с разными знаками волновой функции (фз). [c.200]

Следовательно, одна пара электронов оказывается несвязывающей и занимает одну из зр -гибридных орбиталей, направленных к вершинам тетраэдра (рис. 30). Вследствие отталкивающего действия несвязывающей электронной пары валентный угол в молекуле аммиака НэЫ оказывается меньше тетраэдрического и составляет / НМН = 107,3°. [c.68]

Как мы видели, тригонально-пирамидальное строение имеет молекула аммиака НаЫ. Согласно методу валентных связей в ней атом азота находится в состоянии 5р -гибридизации. Из четырех вр -гибридных орбиталей азота три участвуют в образовании трех ст-связей Ы—Н, а четвертую орбиталь занимает несвязывающая электронная пара. В терминах метода молекулярных орбиталей это соответствует заполнению трех связывающих и одной почти несвязывающей молекулярной ст-орбитали [c.100]

При обобщении знаний учащихся о структуре веществ весьма эффективно использование наложений графопособий для характеристики геометрии и пространственного строения молекул (например, молекул фтороводорода и воды, воды и аммиака, аммиака и метана). При изучении типов гибридизации электронных орбиталей метод наложения позволяет проследить последовательность изменения энергий связей, форм электронных облаков, величин валентных углов и т. д., что обеспечивает более целенаправленное понимание теоретических вопросов. Новые возможности открывают прием, обратный наложению,— снятие транспарантов, что позволяет выделить детали, укрупнить их, освободив фон от других частей изображения. Так, в обучении химии снятие дает возможность выделить формулы веществ в уравнениях реакций, тепловые эффекты реакций, показать закономерность изменения свойств, физических констант и т. д. [c.130]

Сопоставление структур жидких аммиака, воды и фтороводорода показывает, что тип структуры — плоскостная, объемная нли линейная — зависит как от числа атомов водорода в молекуле, так и от числа заполненных парами электронов 5р -гиб-рндных орбиталей, способных участвовать в донорно-акцептор-ном взаимодействии с атомами водорода других молекул [c.76]

Во-первых, в такой группе в силу возможности рл-сопряжения атом азота переходит в состояние 2s2p , т. е. а-связи образуются за счет двух р-электронов и одного -электрона ( р -связь). Отсюда атомы, связанные с атомом азота, располагаются вокруг него в одной с ним плос(Лсти. Во-вторых, неподеленная пара электронов атома N занята — она уже попала на молекулярную орбиталь, образованную р-орбиталями атомов О, С, N. Поэтому амид уксусной кислоты не может присоединить протон, при растворении в воде не дает ионов ОН" и, таким образом, в отличие от аммиака и аминов не является основанием. [c.75]

Перечислим еще несколько факторов, оказывающих влияние на распределение заряда в молекуле. Во-первы.х, определенный вклад вносят неподеленные пары электронов на гибридных орбиталях. Как нетрудно видеть из рис. 14, средняя координата электрона, находящегося на гибридной орбитали, не совпадает с координатой атомного остова. Следовательно, тахая пара электронов создает дипольный момент, направленный в сторону атома. Этот момент диполя суммируется с дипольными моментами связей. В качестве примера рассмотрим молекулы NHз и ЫРз (рис. 32). Сравнение электроотрнцательностей атомов Н (2,1), N (М) и Р (4,0) показывает что связи М—Н и М-Р должны обладать близкими дипольными моментами. Однако в случае аммиака ЫНз дипольные моменты направлены в сторону атомов Н и должны суммироваться [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология