Электронная оболочка молекул

В чистой воде ион Н+ — ядро атома водорода, лишенное электронных оболочек — практически не существует. Благодаря очень малому размеру и относительно большому заряду ион И" проникает в электронные оболочки молекул Н2О и образует ион гидроксония (точнее, катион оксония) НзО" [c.88]

Благодаря малому размеру ион водорода внедряется в электронные оболочки молекулы воды, связывается с молекулой воды очень прочной связью и изменяет угол между связями Н—О—Н, возможно, даже изменяя тип гибридизации электронных орбиталей кислорода. Ионы же щелочных металлов не могут проникать в электронные оболочки молекулы воды, связь их с молекулой воды значительно слабее, а значение угла [c.123]

Зависимость волновой функции от двух наборов динамических переменных к н г) выражает тот факт, что движения электронов и ядер в молекуле строго говоря, связаны между собой. Но, как уже отмечалось, этой связью часто пренебрегают, полагая, что указанные виды внутримолекулярных движений мож-ной разделить, т. е. считать их как бы независимыми. Тогда подсистемы ядер и электронов будут характеризоваться каждая своей волновой функцией и своим уравнением Шредингера. Для электронной оболочки молекулы последнее может быть записано следующим образом [c.110]

Последнее означает, что мы не можем характеризовать электронную оболочку молекулы ни квантовым числом квадрата ее полного орбитального момента, ни совокупностью квантовых чисел I, характеризующих одноэлектронные орбитальные моменты. [c.193]

Отталкивательное (обменное) взаимодействие возникает при заметном перекрывании заполненных электронных оболочек молекул и связано оно с проявлением принципа Паули. Силы отталкивания—короткодействующие, очень быстро возрастающие при сближении молекул. Потенциал отталкивания нередко представляют приближенно в виде функций [c.117]

Более сложен механизм гетерогенного катализа. В этом случае существенную роль играет поглощение поверхностью катализатора реагирующих частиц. Процесс также протекает в несколько стадий. Начальными стадиями являются диффузия частиц исходных реагентов к катализатору и поглощение частиц его поверхностью (активированная адсорбция). Последний процесс вызывает сближение молекул и повышение их химической активности, прн этом под влиянием силового поля поверхностных атомов катализатора изменяется структура электронных оболочек молекул н, как следствие, понижается активационный барьер. В результате на катализаторе происходит реакция. Затем продукты взаимодействия покидают катализатор и, наконец, в результате диффузии переходят в объем. Таким образом, в гетерогенном катализе образуются промежуточные поверхностные соединения. [c.225]

Важное значение в протонной теории имеет представление о собственной диссоциации растворителя, происходящей с отщеплением протона. Запишем эту реакцию для нескольких соединений, учитывая, что образующийся ион водорода — протон — ввиду чрезвычайно малых размеров внедряется в электронные оболочки молекулы растворителя, давая ион типа гидроксония — ион лиония (образующийся отрицательный ион называется лиат) вода [c.279]

Совокупность МО молекулы, занятых электронами, будем называть ее электронной конфигурацией. Электронная конфигурация молекулы, так же как и для атома, строится на основе двух фундаментальных положений — принципа наименьшей энергии (электрон занимает в молекуле свободную орбиталь с наименьшей энергией) и принципа Паули (на одной МО не может находиться более двух электронов, при этом спины электронов должны быть антипараллельны). Следовательно, для описания электронной конфигурации основного состояния молекулы с 2п электронами (или 2п —1) требуется п молекулярных орбиталей. Вырожденные орбитали заполняются в соответствии с первым правилом Гунда (см. 10). Электронные оболочки молекул, в которых на каждой заселенной орбитали [c.59]

Энергия магнитных переходов в ядре зависит в ЯКР-спектро-скопии (так же, как и в ЯМР-спектроскопии) в основном от поля, создаваемого электронной оболочкой молекулы. Поэтому сигналы ЯКР позволяют сулить о природе химической связи. [c.63]

Строение и свойства полимеров в последние годы начали исследовать методами радиоспектроскопии. Наиболее важен раздел радиоспектроскопии, связанный с магнитными свойствами электронных оболочек молекул и атомных ядер, поэтому его называют спектроскопией магнитного резонанса или просто магнитным резонансом, обусловленным поглощением энергии переменного магнитного поля имеющимися в веществе магнитными моментами, которое происходит на резонансной частоте. [c.267]

Энергия отталкивания электронных оболочек молекул (четвертая составляющая сил ММВ) часто описывается степенной функцией вида [c.154]

Если один из атомов в молекуле имеет внешние электроны, не участвующие в образовании химической связи, то они искажают электронную оболочку молекулы и изменяют валентные углы. Так, например, в молекуле воды атомы расположены не на одной прямой, а под углом друг к другу (валентный угол О равным л 104°), [c.284]

Магнитное экранирование, определяющее величину химического сдвига, обусловлено взаимодействием электронных оболочек молекул с полем На- Константу экранирования для ядра, входящего в состав молекулы в определенной среде (растворитель), можно представить как сумму нескольких членов [c.294]

Химический сдвиг. В ЯМР-спектрах высокого разрешения резонансный сигнал жидких проб расщепляется вследствие влияния различий в распределении электронов вокруг ядра. Внешнее магнитное поле Я индуцирует в электронной оболочке молекулы небольшие дополнительные локальные поля, которые являются своего рода экраном , уменьшающим воздействие [c.254]

С явлением сольватации связывают химические процессы перестройки внешних электронных оболочек молекул и ионов вплоть до образования связей по донорно-акцепторному механизму. При этом решающая роль во взаимодействии приписывается или растворенному веществу, или растворителю, или отдельным частицам того или другого, или некоторым атомным группам многоатомных молекул или ионов. [c.80]

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — взаимодействие двух элек-тронейтральных молекул, вызываемое силами притяжения или отталкивания. Межмолекулярные силы притяжения, называемые иногда силами Ван дер Ваальса, много слабее валентных сил, но именно М. в. обусловливает откло нения от законов идеальных газов, переходы от газообразного состояния к жидкому, существование молекулярных кристаллов, явления переноса (диффузия, вязкость, теплопроводность), тушение люминесценции, уширение спектральных линий, адсорбции и др. М. в. всегда представляет собой первую стадию элементарного акта химической бимолекулярной реакции. При больших расстояниях между молекулами, когда их электронные оболочки не перекрываются, преобладают силы притяжения при малых расстояниях преобладают силы отталкивания. Короткодействующие силы имеют ту же природу, что и силы химической (валентной) связи и возникают при условии, когда электронные оболочки молекул сильно перекрываются. Частным случаем М. в. является водородная связь. М. в. определяет агрегатное состояние вещества и некоторые физические свойства соединений. [c.157]

Пусть нашей задачей является расчет основного состояния электронной оболочки молекулы с числом электронов N. Методом последовательных приближений на [c.42]

Полуэмпирических методов решения задачи самосогласованного поля много. Выбор метода зависит от типа рассчитываемой молекулы, от того, какие ее свойства. исследуют, с какой точностью нужно их оценивать, от возможностей ЭВМ и т. д. Нужно заметить, что многие исследователи продолжают усовершенствовать эти методы и искать новые. Мы ограничимся изложением одного из наиболее распространенных в настоящее время полуэмпирических методов расчета электронных оболочек молекул <— метода нулевого дифференциального перекрывания (НДП, или N00). С помощью метода НДП существенное упрощение решения задачи получают путем приравнивания к нулю некоторых интегралов, строго говоря, не равных нулю. Кроме того, значения многих интегралов определяют на основании эмпирических соображений. Поскольку такой подход допускает использование произвольных численных значений получаемых матричных элементов, появляется возможность их подбора в зависимости от решаемой задачи. Полуэмпирические методы целесообразно применять в тех случаях, когда допустимы одинаковые приближенные значения интегралов для большой группы молекул. Таковы, например, серии сходных Ао структуре молекул органических соединений. [c.46]

Применение формул (7.21) — (7.23) оправдано только для относительно больших Я. При непосредственном контакте важную роль играет перекрывание электронных оболочек молекул. При этом выделение отдельных типов межмолекулярного взаимодействия становится некорректным, их следует рассматривать в совокупности. Формулы (7.21) — (7.23) могут быть, таким образом, использованы лишь для оценки энергий взаимодействия пар молекул в газовой фазе на больших расстояниях. Рассмотрение конкретных молекул показывает, что индукционное взаимодействие в газовой фазе обычно составляет от О до 5—7% суммарной энергии и может в первом приближении не учитываться. Вклад дисперсионных и ориентационных сил определяется ди-полными моментами и геометрией молекул. Для воды преобладают ориентационные взаимодействия, для аммиака значение обоих сил приблизительно одинаково, для большинства неорганических и органических молекул, в том числе и таких полярных, как пиридин, основной вклад в энергию вносит дисперсионное взаимодействие. [c.344]

Если за начало отсчета энергии электронной оболочки молекулы принять уровень основного состояния, то [c.211]

Происхождение ориентационной и индукционной составляющих связано с асимметрией электронной оболочки молекул и может быть объяснено в рамках чисто электростатической теории при рассмотрении молекулы как совокупности точечных электрических зарядов, создающих в заданной точке потенциал [c.275]

Химия возбужденных частиц может значительно отличаться от химии частиц, находящихся в основном состоянии. Как мы уже указывали в гл. 1, эти различия могут происходить как в результате избытка энергии, присущего возбужденным частицам, так и за счет частичной перестройки их электронных оболочек. Оба этих фактора отчетливо проявляются в процессах внутри- и межмолекулярного переноса энергии, которые обсуждались в последних двух главах. Очевидной предпосылкой для переноса энергии является ее избыток, а ограничения, накладываемые на состояния, между которыми происходит перенос энергии, зависят от строения электронных оболочек молекул в различных состояниях. В настоящей главе мы рассмотрим процессы, включающие возбужденные частицы, которые приводят к химической реакции (т. е. в которой реагенты и продукты различаются не по возбужденным состояниям, а по химической природе). Эти химические процессы могут быть как внутри-, так и межмолекулярными, подобно физическим процессам переноса энергии. Первый класс реакций включает внутримолекулярное восстановление, присоединение и различные типы изомеризации к межмолекулярным реакциям возбужденных частиц относятся реакции присоединения невозбужденных молекул абсорбированного вещества или (в случае растворов) растворителя. Фотохимические реакции могут быть наилучшим способом синтеза множества важных, интересных или полезных соединений некоторые примеры приведены в разд. 8.10. Мы опишем здесь ряд принципов, лежащих в основе реакционной способности возбужденных частиц, и представим небольшую подборку реакций, иллюстрирующих наиболее важные типы известных процессов. [c.148]

В протолитической теории важной характеристикой растворителя является его ионизация (диссоциация), протекающая с отщеплением протона. Образующийся при этом протон внедряется в электронную оболочку молекулы растворителя. Так, молекула воды, отщепляя протон (Н20 Н+-1-0Н"), является кислотой, а присоединяя протон [c.190]

Рассмотрим строение неизвестной, но, возможно, при определенных условиях существующей молекулы Веа. Если предположить распределение электронов по МО без использования вакантных р-орбиталей (см. табл. 23.2), то процесс формирования электронной оболочки молекулы можно записать следующим образом [c.296]

Процесс образования электронной оболочки молекулы из атомных записывается следующим образом [c.297]

Увеличение скорости реакции с повышением температуры объясняется тем, что для химической реакции необходимо соударение активных молекул, т.е. молекул, обладающих достаточной для осуществления взаимодействия энергией. Химическое взаимодействие возможно, если молекулы будут обладать достаточной энергией, чтобы преодолеть силы отталкивания отрицательно заряженных электронных оболочек молекул. При повышении температуры число активных молекул возрастает в геометрической прогрессии, вследствие чего скорость реакции существенно возрастает. > - -1 [c.132]

При образовании раствора в общем случае происходит изменение свойств и растворителя, и растворенного вещества (растворенных веществ). Это обусловлено тем, что в растворе действуют силы, вызывающие и межмолекулярное взаимодействие (электростатическое, ван-дер-ваальсовы силы), ионно-дипольное взаимодействие, проявляющиеся на сравнительно значительных расстояниях, и специфическое взаимодействие (донорно-акцепторное, водородная связь), сказывающееся на сравнительно небольших расстояниях. Первое является общим для всех веществ оно связано с совокупностью физических процессов. Второе связано с перестройкой электронных оболочек молекул, атомов и ионов оно обусловлено химическими изменениями. [c.133]

Таковы три основных типа сил Ван-дер-Ваальса, ответственных за притяжение между молекулами. Силы притяжения Ван-дер-Ваальса — дальнодействующие, энергия притяжения спадает с расстоянием медленно, пропорционально третьей — шестой степени расстояния. На коротких расстояниях заметными становятся силы отталкивания, возникающие при перекрывании замкнутых электронных оболочек молекул (обменные силы, силы Паули , ван-дер-ваальсово [c.134]

Более сложен механизм гетерогенного катализа. Однако бесспорно, что в этом случае существ12нную роль играет поглощение поверхностью катализатора реагирующих частиц. Процесс также протекает в несколько стадий, но здесь их больше и они иные за счет диффузии частицы исходных реагентов подводятся к катализатору и его поверхность поглощает их (активированная адсорбция). Этот процесс сопровождается сближением молекул и повышением — под влиянием силового поля поверхностных атомов катализатора — их химической активности изменяется структура электронных оболочек молекул и, как следствие, понижается активационный барьер. В результате на катализа- [c.135]

Метод конфигурационного взаимодействия можно применять не только для я-электронного приближения, но и для более полного описания электронной оболочки молекулы. Разработаны программы для ЭВМ, позволяющие рассчитывать состояние молекул с учетом возбужденных функций на базе метода ППДП (так называемый метод ППДП/С, или ОЫВО/З). [c.135]

В квантовой механике нахождение межмолекулярных потенциалов сводится к решению уравнения Шредингера при различных относительных положениях взаимодействующих молекул. Межмолекулярное взаимодействие, определяемое взаимодействием электронных оболочек молекул, условно можно представить в виде суммы следующих главных вкладов отталкива-тельного электростатического (кулоновского) индукционного (поляризационного) дисперсионного и вклада, обусловленного переносом заряда. Взаимодействия, которые связаны с заметным переносом заряда, относят к специфическим. Эти взаимодействия являются промежуточными между универсальными неспецифическими) межмолекулярными взаимодействиями и химической связью. На специфических взаимодействиях остановимся позднее. [c.117]

ЯМР в твердых веществах зависит от взаимного расположения магнитных моментов ядер и от расстояний между ними. ЯМР жидкостей характеризуется более узкими линиями, так как молекулы находятся в интенсивном движении. Характер спектра определяется магнитными взаимодействиями ядер с электронными оболочками молекул, в которых находятся эти ядра. Магнитное ядро экранируется электронной оболочкой. Смещение резонансных частот химически неэквивалентных ядер, пропорциональное магнитному полро Н , называют химическим сдвигом, от сдвиг измеряют относительно стандартного вещества, магнитные ядра которого структурно эквивалентны. При протонном резонансе эталонными веществами служат тет-раметилсилан, циклогексан, вода. Химический сдвиг выражают в безразмерных единицах константы экранирования [c.452]

Так, мы видели, что смыкаются и должны совместно рассматриваться такие противоположности среди химических понятий, как 1) кайносимметрия и вторичная периодичность в единой теории многоэлектронных систем 2) общие, специфические и индивидуальные свойства атомов в единой системе элементов 3) единство динамической и структурной точек зрения на атомы и молекулы 4) различные по своей природе статистика валентной электронной оболочки молекулы и производная от нее статистика [c.126]

Более нормалЕ>ны соединения азота и углерода, где атомы кислорода связываются с атомом С или N, давая насыщенную 10-электронную оболочку (молекула СО) или 11-электронную, т. е. еще мало ослабленную одним антисвязевым электроном связь (для N0), а в СО2 или NO2 электронов уже не хватает для столь же прочных связей. [c.213]

Перекрывание электронных оболочек молекул приводит к образованию химических связей, подобных обычным ковалентным связям, но значительно менее прочных. Возникающие при этом ассоциаты часто называют молекулярными комплексами. Комплексы органических молекул принято подразделять на комплексы с водородной связью и комплексы с переносом заряда (КПЗ). К первым относятся комплексы, межмолеку-лярная связь в которых осуществляется через атом водорода одной из молекул [c.346]

При межмолекулярных расстояниях, сравнимых с размерами молекул, приведенные формулы (23)—(27) становятся неверными. При этом истинная энерги взаимодействия уже не складывается аддитивно из указанных величин и оказывается заметно меньше той, которую следовало бы ожидать, если бы закон сбхранился вплоть до этих расстояний. Вследствие этого и само разделение межмолекулярных сил на ориентацйонные, индукционные и дисперсионные при средних расстояниях становится чисто условным. Нахождение и при таких расстояниях связано с очень сложными расчетами, поскольку здесь существенную роль начинает играть перекрывание электронных оболочек молекул. [c.52]

Между всеми молекулами действует слабое взаимное притяжение. Это электронное вандерваальсово притяжение возникает в результате взаимодействия электронов и ядер молекул оно происходит благодаря электростатическому притяжению ядер одной молекулы и электронов другой, которое в значительной мере, но не полностью компенсируется отталкиванием электронов одной молекулы от электронов другой и взаимным отталкиванием ядер. Вандерваальсово притяжение значительно только тогда, когда молекулы находятся на очень близком расстоянии (почти соприкасаются). На еще меньших расстояниях (например, около 400 пм для аргона) сила притяжения уравновешивается силой отталкивания, обусловленной взаимопроникновением внешних электронных оболочек молекул (рис. 9.2). [c.246]

Виды М. в. Основу М. в. составляют кулоновские силы взаимод. между электронами и ядрами одной молекулы и ядрами и электронами другой. В экспериментально определяемых св-вах в-ва проявляется усредненное взаимод., к-рое зависит от расстояния R между молекулами, их взаимной ориентации, строения и физ. характеристик дипольного момента, поляризуемости и др.). При больших R, значительно превосходящих линейные размеры / самих молекул, вследствие чего электронные оболочки молекул не перекрываются, силы М в можно достаточно обоснованно подразделить на три вида - электростатические, поляризационные (индукционные) и дисперсионные. Электростатич. силы иногда называют ориентационными, однако это неточно, поскольку взаимная ориентация молекул может обусловливаться также и поляризац. силами, если молекулы анизотропны. [c.12]

М. в., связанное с переносом электронного заряда с одной молекулы на другую, близко по физ. смыслу к поляризац. М. в. Перенос заряда происходит при перекрывании электронных оболочек молекул, если их сродство к электрону различно. Перенос зарада можно наглядно рассматривать как далеко зашедшую поляризацию, однако энергия М. в., связанного с переносом заряда, по [c.13]