Квантовомеханические представления

Основные положения теории химического строения органических соединений А, - М. Бутлерова. Квантовомеханические представления в химии. Гибридизация атомных орбиталей. Природа и виды химической связи в органических молекулах. Ковалентная связь и ее особенности. Направленность в пространстве. Семиполярная связь. Типы органических реакций. Понятие механизма химических реакций. [c.169]

Весьма перспективный метод исследования механизмов элемен<-тарных химических реакций был предложен Вудвордом и Гоффманом (правила Вудворда — Гоффмана) на основе закона сохранения орбитальной симметрии [108. Сходные идеи высказывали также и другие авторы. Суть метода состоит в рассмотрении возможных энергетических состояний исходных и конечных продуктов реакции на основе теоретико-групповых и квантовомеханических представлений. Такое рассмотрение позволяет отделить те особенности механизма реакции, которые имеют геометрическое или кинематическое происхождение, от чисто динамических особенностей, зависящих от природы взаимодействия между частицами, т. е. от потенциальной энергии. Определение последних особенностей требует решения уравнения Шредингера определение первых возможно на основе предварительного сравнительно простого анализа. [c.65]

VII. КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ В СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ [c.146]

Теория строения органических соединений. Научным фундаментом современной теории строения химических соединений явилась теория строения органических соединений, разработанная выдающимся русским ученым А. М. Бутлеровым (1861) и дополненная работами В. В. Марковникова, А. М. Зайцева, М. И. Коновалова и др. Квантовомеханические представления о строении атомов и молекул блестяще подтвердили и углубили основные положения этой теории. [c.255]

При переходе к более сложным реакциям определение Е чрезвычайно усложняется. Но несмотря на то что квантовомеханический метод расчета поверхности потенциальной энергии элементарного химического акта для реакций с многоатомными молекулами практически пока не осуществим из-за математических трудностей этот подход является в принципе наиболее правильным. Поэтому приближенное решение проблемы ищут исходя из квантовомеханических представлений как путем упрощения физической картины процесса, так и путем упрощения математического аппарата теории. [c.571]

ЧТО огромное разнообразие веществ растительного и животного происхождения образовано весьма небольшим числом химических элементов (углерод, водород, кислород, азот и некоторые другие). К тому же, при одинаковом составе вещества имеют разные свойства. Это означало, что свойства веществ зависят не только от состава, но и от структуры. Если при зарождении химии как науки главным направлением был химический анализ, то с появлением структурной химии — органический синтез. Сегодня структурная химия строится на квантовомеханических представлениях о химической связи, строении молекул и кристаллов, на методах исследования структуры веществ, изучении влияния структуры на свойства веществ и пр. [c.6]

Современные методы исследования позволяют увидеть атомы, молекулы, измерить их массу, оценить их размеры и форму, т. е. экспериментально определить пространственное расположение в веществе атомных ядер. Экспериментально установить положение электронов невозможно. Согласно квантовомеханическим представлениям можно говорить о вероятности их нахождения в той или иной области поля атомных ядер. Выяснить, как распределяется электронная плотность в молекуле, кристалле, и означает описать химическую связь в веществе. [c.41]

Метод валентных связей. В 1927 г. на базе квантовомеханических представлений были впервые рассчитаны основные параметры молекулы водорода — длина связи [c.107]

Современные методы исследования позволяют экспериментально определить пространственное положение в веществе атомных ядер. Как указывалось выше, согласно квантовомеханическим представлениям, можно говорить лишь о вероятности нахождения электронов в поле атомных ядер. Данному пространственному положению атомных ядер отвечает определенное распределение электронной плотности. Выяснить, как распределяется электронная плотность, по сути дела и означает описать химическую связь в веществе, но для этого, как известно, необходимо точное решение уравнения Шредингера, что пока осуществлено только для иона Н , состоящего из двух протонов и одного электрона. Для систем с двумя и большим числом электронов приходится применять приближенные решения. [c.55]

Согласно квантовомеханическим представлениям взаимодействие атомов может привести к образованию молекулы только при условии, что спины электронов сближающихся атомов антипараллельны. При сближении электронов с параллельными спинами действуют только силы отталкивания и молекула не образуется (рис. 22, кривая 2, рис. 23, б). [c.58]

Подобные выводы Вернера впоследствии были подтверждены экспериментально и теоретически на основе квантовомеханических представлений. [c.114]

Поясните с позиций квантовомеханических представлений равноценность всех четырех связей в молекуле метана. [c.6]

Возникновение дисперсионных сил может быть объяснено только на базе квантовомеханических представлений. Теория дисперсионных дил была впервые разработана Лондоном, почему эти силы часто и называют лондоновскими. [c.278]

Константа С для многоэлектронных атомов может быть выражена через электрические и магнитные свойства взаимодействующих молекул с помощью различных уравнений, основанных на квантовомеханических представлениях, которые здесь не будут рассматриваться. Существенно, что, как это показывается в физической химии, не только энергия дисперсионных, но и индукционных, и ориентационных сил притяжения зависят от расстояния г одинаковым образом, а именно — обратно пропорционально ще-стой степени расстояния. [c.86]

До развития квантовомеханических представлений (до 30-х гг. XX в.) в теории связи господствовал метод локализованных электронных пар. классифицирующий связи как ионные, ковалентные и координационные (семиполярные) (В. Коссель, Г. Льюис). Согласно теории Льюиса, элементы образуют связи до заполнения внешней оболочки и образования устойчивого октета электронов. Это правило соблюдается, однако, лишь для элементов периодической системы от бора до фтора. Кремний, фосфор и сера могут иметь на внешней оболочке до 12 электронов (5Р , РС , [c.24]

С развитием квантовомеханических представлений о природе электрона и атома в теории химической связи сложились два метода валентных связей (ВС-метод) и молекулярных орбиталей (МО-метод). [c.24]

Чтобы установить связь между теорией атома по Бору и квантовомеханическим представлением об электронном облаке, ограни- [c.166]

Сущность происходящего заключается в том, что электроны в атомах и молекулах можно уподобить, колеблющимся около ядра частицам — осцилляторам. Согласно квантовомеханическим представлениям осциллятор даже при абсолютном нуле совершает колебания с так называемой нулевой энергией е=- йУо, где Уд — частота колебаний осциллятора. При сближении двух осцилляторов и их ориентации в такт происходит нечто подобное соединению двух маятников упругой нитью из двух колебаний осцилляторов с частотами Уц возникают два, близких к ним с частотами У1>Уо и У2<У(,. Если до сближения сумма нулевой энергии двух частиц была 2 - у Ау,, =йуо, то, как показывает расчет, при сближении, когда происходит взаимное возмущение электронного облака двух молекул, суммарная нулевая энергия станет равной [c.259]

Электронная конфигурация центрального иона учитывается в явном виде в рамках квантовомеханических представлений. [c.169]

Т->0 перевешивает возрастание степенной функции (Эвр/Г) ]. Таким образом, использование квантовомеханических представлений позволяет объяснить зависимость вращательной теплоемкости от температуры, чего не могла сделать классическая теория. При Т = О в согласии с третьим законом термодинамики получаем нулевое значение вращательной теплоемкости. [c.225]

Квантовомеханические представления о строении электронных оболочек позволяют установить наличие периодичности в их строении [c.94]

Для полного выражения ван-дер-ваальсовых сил был введен третий дополнительный фактор — дисперсионные силы, описанные в 1930 г. Лондоном. Пользуясь квантовомеханическими представлениями, Лондон нашел уравнение [c.185]

Следует отметить, что теория Поляни была построена в то время, когда еще не было ясных представлений о природе адсорбционных сил. В настоящее время мы знаем, что только лишь ориентационная составляющая зависит от Т, тогда как выражения для других составляющих (IX.14) температурной зависимости не включают. Поскольку основной составляющей в большинстве случаев является дисперсионная, мы можем заключить, что современные квантовомеханические представления подтверждают основной постулат инвариантности от Т, сформулированный в результате обобщения данных опыта. [c.143]

Очевидно, с увеличением числа электронных слоев между рассматриваемым электроном и ядром эффект экранирования возрастает. Взаимное отталкивание электронов одного и того же уровня является тоже экранированием. Кроме того, внешние электроны по квантовомеханическим представлениям могут проникать к ядру через слои внутренних электронов и поэтому какое-то время находиться под более сильным влиянием заряда ядра. При данном п наиболее проникающими являются 5-электроны, менее проникающими р-электроны и еще менее — -и /-электроны. Поэтому прочность связи электронов одного уровня с ядром изменяется в последовательности 5, р, й, /. [c.74]

Согласно квантовомеханическим представлениям электронные облака S- и р-электронов имеют различную пространственную конфигурацию. s-Электронное облако имеет форму сферы, центр которой совпадает с ядром атома, а облако р-электрона — форму объемной восьмерки. Облака р-электронов, отвечающих трем р-состояниям, перпендикулярны друг другу. Они сконцентрированы вдоль трех осей декартовых координат их обозначают р , Ру, р (см. рис. 17). Благодаря своей форме s-электронные облака одинаково легко образуют связи во всех направлениях. р-Электроны образуют связи вдоль осей р , Ру. Рг- [c.92]

С развитием квантовомеханических представлений об атоме валентность стали определять числом неспа-ренных электронов, участвующих в образовании химических связей. Кроме неспаренных электронов, валентность атомов также зависит от числа пустых и полностью заполненных орбиталей валентного электронного слоя. [c.93]

Четырехкоординационные комплексы МА2В2 могут иметь квадратное или тетраэдрическое строение. Для квадратных комплексов возможны два геометрических изомера, тогда как для тетраэдрического строения существование геометрических изомеров невозможно. Таким образом, изомеры соединений с координационным числом комплексообразователя 4 могут иметь только квадратное строение Вывохы Вернера впоследствии были подтверждены эксперименталь но и теоретически на основе квантовомеханических представлений [c.523]

На основании современной теории строения атома удалось установить электронные структуры атомов всех элементов. В соответствии с квантовомеханическими представлениями конфигурация электронной оболочки невозбужденного атома однозначно определяется зарядом ядра. Электроны с одинаковым значением главного квантового числа п образуют квантовый слой близких по размерам облаков. Слои с п=1, 2, 3, 4. .. обозначаются соответственно буквами К, Ь, М, N... По мере удаления от ядра емкость слоев увеличивается и в соответствии со значением п составляет 2 (слой К), 8 (слой Ь), 18 (слой М), 32 (слой N). .. электронов (ем. табл. 2). Квантовые слои в свою очередь построены из по лоев объединяющих электроны с одинаковым значением орбитального квантового числа I. А подслои составлены из орбиталей на каждой орбитали могут находиться максимум два электрона (с противоположными спинами). [c.19]

В дальнейшем различными авторами были предприняты попытки уточнить эту Теорию и устранить некоторые ее противоречия. Так, из-за большого различия в энергиях связи протона со ртутью ( 29 ккал1г-атом) и с молекулой воды в ионе Н3О+ ( 280 ккал1г-ион) углы б и у в точке пересечения потенциальных кривых на рис. 150, б должны быть разными, а величины а — значительно превышающими 0,5. О. А. Есин предложил учитывать энергию отталкивания между адсорбированным атомом водорода и молекулами воды. Учет этого взаимодействия должен был увеличить наклон восходящей ветви на потенциальной кривой Над (см. рис. 150). При учете туннельного разряда водорода теория Гориути — Поляни дает возможность истолковать различную скорость выделения протия, дейтерия и трития за счет их различной способности просачиваться через потенциальный барьер. Наконец, в работах Дж. Бокриса квантовомеханические представления были использованы для расчета трансмиссионного коэффициента х. [c.296]

Этот результат показывает преимущес-тво квантовомеханических представлений по сравнению со старой структурной теорией, С точки зрения этой теории между связями в соединениях [c.167]

Метод МОХ, или, как его часто называют, простой метод МО сыграл огромную роль во внедрении и распространении квантовомеханических представлений в органической химии. Не будучи количественным методом, т. е. не претендуя на строгие оценки тех или иных характеристик соединений, метод МОХ должен быть оценен как простой и удобный, легко численно реализуемый способ относительной качественной оценки многих химических (термодинамическая устойчивость и реакционная способность) и физических (потенциалы ионизации и сродство к электрону, спектры ЭПР и др.) свойств сопряженных органических соединений. Кроме того, среди последних существует класс соединений — так называемые альтер-нантные углеводороды, — для которых метод МОХ столь же строг, как и намного более сложные методы ССП МО. [c.212]

Основы квантовомеханического рассмотрения атома водорода. Орбитали. Решения уравнения Шрёдингера даже для атома водорода весьма сложны. В то же время результаты, полученные при приложении квантовой механики к задаче атома водорода, имеют принципиальное значение для современной теории строения атомов вообще. Поэтому рассмотрим лишь узловые вопросы квантовомеханического представления атома водорода, опуская математические частности. Уравнение Шрёдингера (П1.19) применительно к атому водорода запишется [c.40]

Спиновая теория валентности (метод электронных пар). В 1927 г. на базе квантовомеханических представлений были впервые рассчитаны основные параметры молекул водорода— длина связи (расстояние между ядрами атомов водорода) и энергия связи Н—Н. Найденные значения (гн-н = 0,87 А и н-н = 72,3 ктл1моль) впоследст- [c.87]

С развитием квантовомеханических представлений стала ясной причина образования химической связи за счет обобществления электронных пар. Если электроны в атоме рассматривать как электронные облака, то образование общих электронньис пар можно представить [c.91]

Доквантовая структурная теория приписывала молекуле воды линейное строение, в то время как экспериментальные данные показали, что угол между связями в молекуле воды составляет 104,5°. Значение этого угла можно объяснить на основании квантовомеханических представлений. Электронная схема (валентного слоя) атома кислорода 2з 2р. Две неспаренные р-орбитали расположены под углом ЭС друг к другу. Максимум перекрынанля электронных облаков 5-орбиталей атомов [c.105]

Термин ширина запрета появился в зонной теории твердого тела, созданной на основе квантовомеханических представлений о состоянии электронов в твердом теле (Бриллшн). Согласно этой теории электроны распределяются по энергетическим зонам в зависимости [c.445]

Согласно квантовомеханическим представлениям электпонные облака s- и р-электронов имеют различную просТ анственную конфигурацию . s-Электронное обла- [c.113]

Согласно квантовомеханическим представлениям, движущимся микрообъектам присуща двойственная природа они являются частицами, но имеют волновой характер движения, т. е. микрообъекты обладают одновременно корпускулярными и волновьичи свойствами. Математически это выражается уравнением де Бройля, согласно которому частице,, имеющей массу т и движущейся со скоростью V, соответствует волна длиной X [c.34]

Дисперсионное взаимодействие возникает в результате взг1Имного притяжения так называемых мгновенных диполей. Диполи такого типа возникают в неполярных молекулах в любой момент времени вследствие несовпадения электрических центров тяжести электронного облака и ядер, вызванного их независимыми колебаниями. Согласно квантовомеханическим представлениям, мгновенные диполи в системе взаимодействующих частиц возникают синхронно, взаимосогласованно. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология