Атомы валентное состояние и размер

Электронное строение атома бериллия в газообразном состоянии — 15 25% Увеличение заряда ядра атома бериллия по сравнению с зарядом ядра атома лития наряду с тем, что 25-электроны только частично экранируют друг друга, приводит к двум эффектам 1) атом Ве имеет металлический радиус только 0,89 А, значительно меньше, чем в случае лития (1,22 А) 2) потенциалы ионизации Ве, 9,32 и 18,21 эв, гораздо большие, чем у Ы (5,39 эе), делают Ве значительно менее электроположительным, если рассматривать его хилшческие свойства в сравнении со свойствами Действительно, не существует никаких кристаллических соединений или растворов, в которых ионы Ве + существовали бы как таковые. Все соединения, строение которых было определено, даже соединения с наиболее электроотрицательными элементами, такие, как ВеО и ВеР.,, по крайней мере частично обладают ковалентным характером связи. Электронное строение атомов других элементов II группы (Mg, Са, 5г, Ва и Ка) подобно строению атома Ве. Однако больший размер этих ато.мов уменьшает влияние заряда ядра на валентные электроны. Так, их потенциалы ионизации ниже, чем у Ве они в основном более электроположительны, а ионная природа их соединений законо-.мерно возрастает в группе сверху вниз. [c.67]

Углерод находится в IVA группе периодической системы, и во всех устойчивых углеводородах он четырехвалентен, а водород одновалентен. Четырехвалентность углерода проявляется несмотря на то, что в основном состоянии этот атом имеет электронную конфигурацию ls 2s 2p , на основании чего следовало ожидать двухвалентности углерода. Теоретически можно представить, что углерод принимает то или иное из трех возможных гибридных валентных состояний — тетраэдрически гибридизованное (обозначаемое sp ), тригонально гибридизованное (sp ) и дигонально гибридизованное (sp), причем в каждом из них он может проявлять себя как четырехвалентный. В алканах и циклоалканах, так же как и в алкильных и циклоалкиль-пых группах, образующихся из них, атомы углерода находятся в 5р -состоя-пии. 13 этом состоянии углерод имеет наинизшую электроотрицательность, по-видимому не отличающуюся заметно от электроотрицательности водорода. В соответствии с этим связи С — Н не поляризованы в заметной степени. Эти связи являются о-связями, так же как и связи между насыщенными атомами углерода, и все четыре связи sp -гибридизованного углерода имеют обычно тетраэдрическую или почти тетраэдрическую конфигурацию. Исключения составляют два циклоалкана с малыми циклами, в которых внутренние углы связей равны 60° (циклопропан) и 90° (циклобутан). Свойства этих соединений можно объяснить, если рассматривать изогнутые а-связи. Длина нормальной связи С — С составляет 1,54 А (15,4-10" нм), в то время как длина связи С — Н 1,10 А (И-10 нм). Связи между двумя насыщенными атомами углерода и между насыщенным углеродом и кислородом обычно прочны, хотя точные значения энергий диссоциации изменяются при изменении молекулярного окружения углерода. Для связи С — С обычно приводят среднюю величину 83 ккал/моль (347,5-10 Дж/моль), в то время как для С — Н-связи средняя величина равна 95—99 ккал/моль (397,7 х X 10 —414,5-10 Дж/моль). Устойчивость С — С-связи связана как с весьма ориентированным характером яр -гибридизованных АО, допускающих максимальную концентрацию заряда между ядрами, так и с малыми размерами атомов углерода. Стабильность связи С — Н обусловлена тем, что сильно ориентированная sp -гибридная орбиталь углерода подходит близко к ядру водородного атома, поскольку водород обладает тем уникальным свойством, что в нем нет электронов внутренних оболочек, которые могли бы отталкивать электронный заряд другого связанного атома, в данном случае углерода. [c.253]

При переходе электронейтрального атома в ионное состояние размер частицы сильно изменяется. Атом, отдавая свои валентные электроны, превращается при этом в более компактную частицу — катион. Например, при переходе атома натрия в катион Ыа" , имеющий, как указано выше, структуру неона, радиус частицы сильно уменьшается. [c.81]

Рассмотрим неорганическое стехиометрическое соединение типа ВХ, состоящее из металла В и неметалла X. Если металл В может существовать в двух валентных состояниях, то соединение может содержать атомы В в этих двух состояниях. Атом В может быть также замещен другим атомом (А) с валентностью, отличной от валентности В, при условии, что размеры В и А близки. Электрическая (суммарная) нейтральность образующегося соединения сохраняется в результате появления вакансий или внедрения атомов с зарядом, компенсирующим недостаток противоположного заряда. Устойчи- [c.252]

Сера находится в той же группе периодической системы, что и кислород, и расположена непосредственно под ним. Поэтому можно было ожидать, что сера будет способна образовывать органические соединения, структуры и химическое поведение которых будут в основном сходными со свойствами соответствующих кислородсодержащих веществ. Это предположение действительно справедливо, но в то же время существуют некоторые типы органических соединений серы, для которых не имеется кислородсодержащих аналогов. Это связано с двумя главными причинами. Во-первых, атомы серы способны связываться друг с другом с образованием цепей, размеры которых могут колебаться от дисульфидов до полисульфидов, причем эти цепи на концах могут связываться с различными органическими группами, например алкильными, в молекулы типа К — (3) — К. Во-вторых, атому серы гораздо более свойственно, чем атому кислорода, находиться в трехвалентном состоянии, и даже четырех- и шестивалентное состояние серы может встречаться в серусодержащих молекулах, являющихся соверщенно устойчивыми. Этот факт связан с очень важным различием между этими двумя элементами, а именно с тем, что атом серы обладает свойством использовать свои -АО, которые в основном состоянии являются вакантными. Это свойство, однако, часто привлекается для объяснения физических свойств и химического поведения двухвалентных соединений серы кроме того, оно учитывается при рассмотрении структур, содержащих атом серы в более высоком валентном состоянии. [c.430]

Чтобы катализаторы пз окиси молибдена на окислах алюминия, титана или циркония стали эффективными для полимеризации этилена, они должны быть соответственно сформированы или активированы. В процессе активации шестивалентное соединение молибдена, такое, как МоОз, переходит в состояние с более низкой валентностью, в пределах от трех до пяти. Активация производится водородом или другими восстановительными газами, например окисью углерода, смесью водорода и окиси углерода (водяным газом, синтез-газом и т. д.), двуокисью серы или сероводородом нри 300—650° и 3,5—35 ати. Продолжительность стадии формирования зависит от размера зерен катализатора и содержания в нем окиси молибдена и составляет от 15 сек до 15 час. [c.320]

Чтобы читатель смог оценить важность меньшего размера атома азота, предлагаем ему представить грань (100) вольфрама (см. рис. 10 вид сверху) простирающейся в направлениях хну до бесконечности. Поместим один атом азота в любой участок, на котором он будет касаться четырех атомов вольфрама, и допустим, что атом азота образует первые валентные связи с этими четырьмя атомами. Четыре ближайших участка в направлениях X VL у теперь уже не будут равноценны первому участку, поскольку атом азота, находящийся на любом из этих участков, может образовать только вторые валентные связи с двумя из каждых четырех атомов вольфрама. Однако если все участки в направлениях хну заполнить через один, то каждый атом азота образует первые валентные связи с четырьмя атомами вольфрама и все атомы вольфрама окажутся равноценными. Определим это состояние ак один слой и будем считать, что при этом 0 = 1,0. Тогда на один атом азота при однослойном покрытии будет приходиться четыре атома вольфрама. На других гранях это соотношение будет иным. Так, на грани (111) при 6=1,0 на один атом азота будут приходиться три атома вольфрама. [c.178]

Бор - первый р-элемент в периодической системе элементов. Строение внешней электронной оболочки его атома в невозбужлениом состоянии 2х 2р . Возбуждение переводит атом в состояние 2f 2p p и далее в ip -тбридное валентное состояние, в котором орбитали расположены под углом 120. Этому состоянию отвечает структура соединений бора, в которых атом В связан с тремя другими атомами (три <г-связи в ВРз в анионе ВО и т. д.). Образование донорно-акцепторной ж-связи (акцептор - атом бора) стабилизирует ip -гибридное состояние. Это приводит к уменьшению межатомных расстояний В-Г, В-О и др. Благодаря наличию в небольшом по размеру атоме бора свободной орбитали бор - один из сильнейших акцепторов неподеленных электронных пар. Многие соединения бора являются кислотами Льюиса, они энергично взаимодействуют с основаниями Льюиса, например [c.343]

Элементы подгруппы титана относятся к числу переходных — они содержат недостроенную электронную оболочку п—Электронная подкладка у атомов таких элементов, т. е. оболочка, предшествующая слою валентных электронов, относится к 8-электронному типу (имеет благороднотазовое строение). Как известно, в подгруппах таких элементов, ввиду жесткости (малой деформируемости) 8-злект-ронных оболочек (в отличие от 18-электронных, характерных для ностпереходных элементов), с ростом атомного номера и радиуса ато-ма (иона) наблюдается уменьшение поляризующего действия. Наиболее сильным поляризующим действием (при прочих равных усло виях) обладает титан из-за малого размера атома (иона) в этой подгруппе он сильнее всего удерживает валентные электроны и поэтому относительно легко может быть переведен в состояние с более низкой степенью окисления, чем обычное валентное состояние, характеризуемое степенью окисления +4. [c.105]

Простейшие модели, вроде изображенных на рис. 15, показывают порядок связи атомов в молекуле и величину валентного угла, но не дают верного представления о размере атомов и о заполнении пространства внутри молекулы. В действительности никаких пустых промежутков в молекулах нет. Правильное представление о строении молекулы и о заполнении внутримолекулярного пространства можно получить при помощи полусферических моделей, называемых также моделями Стюарта-Бриг-леба. При изготовлении моделей учитывают, что каждый атом характеризуется двумя радиусами межмолекулярным или ван-дер-ваальсовым радиусом а и атомным или ковалентным радиусом г. Ван-дер-ваальсов радиус характеризует размеры несвязанного (свободного) атома. Размер ковалентного радиуса зависит от природы элемента, его валентного состояния и кратности связи. Ковалентный радиус равен половине расстояния между двумя одинаковыми атомами, связанными ковалентной связью. [c.46]

С одной стороны связи карбонильного атома углерода в них должны располагаться под угом 116° (5/> -гибридное состояние), однако, с другой стороны, этот угол должен определяться размером карбоцикла, поскольку карбонильная группа является эндо-циклической Таким образом, во всех циклоалканонах от цикло-пропанона до циклогексанона, валентный угол, образованный эндоциклическими связями карбонильного атома углерода, будет искажен и тем сильнее, чем меньше размер цикла В реакциях присоединения атом углерода карбонильной группы переходит из в 5р -гибридное состояние и рассматриваемое угловое напряжение будет частично сниматься При этом наибольший выигрыш энергии будет в случае циклопропанона, который и проявляет наибольшую карбонильную активность [c.59]

В 1890 г. в большом обзоре современного состояния стереохимии и ее задач Мейер уже с полной определенностью говорит Мы больше не должны считать атомы материальными точками, но мы вынуждены принимать во внимание их размеры, и мы можем уже теперь, хотя лишь и в скромной мере, получить представление об их относительной величине [21, стр. 618]. Мейер приводит тот же пример, что и Лоссен, и говорит Но если мы представим себе углеродный атом как тело конечных размеров, на поверхности которого расположены валентности, то трудности отпадают [там же]. И Мейер ссылается, в частности, паевою работу с Рикке (стр. 131), [c.164]

Почему же тогда метильная группа в фенилметилсульфоне гораздо более кислая, чем в фенилметилсульфиде LXIV Это обусловлено двумя основными причинами. Во-первых, атом серы в LXn шестивалентный. В модели локализованных связей молекулы такого типа выводятся из промотированного состояния серы (ls)2(2s)2(2p) (3s) (Зрж) (Зрг,) (Зрг) (3dl) (Зс 2), где di и 2 — АО, использованные для образования я-связей SO. Ы-кО атома серы с более высокой энергией, чем АО 3s или 2>р, характеризуются большими размерами, чем последние. Поэтому З -электроны в меньшей степени экранируют остальные электроны в валентной оболочке серы, чем 3s- или Зр-электроны. Иначе говоря, сродство к электрону пустой 3d-A0 серы в про-мотированном состоянии больше, чем в обычном двухвалентном основном состоянии (ls)2(2s)2(2p) (3s)2(3p)4. Поэтому атом серы в LXH в большей мере склонен использовать свои пустые 3d-A0 для образования акцепторных связей соседними группами (например, с —СНг), чем атом серы в LXIV. Во-вторых, связи S=0 в LXn очень полярные, с распределе нием зарядов S +=0 ". Результирующий положительный заря.л [c.535]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология