Спаренные орбиты

Когда на одной орбитали находятся два электрона со спинами + /2 и — /2. говорят, что их спины спарены. Спаренные спины изображаются следующим образом [c.387]

Первая энергия ионизации для В меньше, чем для Ве, потому что самый внешний электрон бора находится на менее стабильной (энергетически более высокой) орбитали. В атоме углерода. С, на двух из трех 2р-орбиталей находится по одному электрону. В согласии с правилом Гунда, в атоме азота. К, три р-электрона расселены по трем 2р-орбиталям, вместо того чтобы два из них оказались спарены на одной орбитали. Четвертый 2р-электрон в атоме кислорода, О, удерживается менее прочно, чем первые три, из-за отталкивания с другим электроном, спаренным с ним на 2р-ор-битали. Поэтому первая энергия ионизации О сравнительно мала. [c.393]

Бериллий. В молекуле бериллия, Всг, четыре валентных электрона. Два из них спарены на связывающей молекулярной орбитали а , а два-на разрыхляющей а. Такая электронная конфигурация означает отсутствие эффективного числа связей, что согласуется с опытными данными - в отличие от устойчивых двухатомных молекул элементов второго периода молекула Вб2 не существует. [c.525]

Верхние индексы означают число электронов на орбитали. Основное состояние молекулы формальдегида — син-глетное, поскольку спины обоих электронов на каждой орбитали спарены. Так как процесс фотохимического возбуждения связан с переходом электрона на другую орбиталь, то снимается запрет Паули, и теперь для одной и той же электронной конфигурации возможны два состояния [c.277]

Согласно правилу Хунда в октаэдрическом окружении лигандов первыми заполняются три нижележащие ёху, уг- и -орбитали. Следующий, четвертый, -электрон имеет две различные возможности заполнения или на более низкую орбиталь с образованием пары электронов, или на более высокую орбиталь с сохранением неспаренного состояния. При осуществлении первого варианта из четырех электронов два остаются неспаренными и реализуется низкоспиновое состояние. Во втором варианте все четыре электрона не спарены, и возникает высокоспиновое состояние. Пятый, шестой и седьмой -электроны имеют две возможности заполнения с переходом в высокоспиновое илн низкоспиновое состояние. Остальные три электрона заполняют оставшиеся орбитали независимо от силы поля окружающих лигандов. [c.204]

Рассмотрим атом кислорода. В его внешнем электронном слое при п = 2 имеется шесть электронов, так что его электронная конфигурация есть 23 2р . На з-орбитали электроны имеют антипараллельные спины. Электроны с анти-параллельными спинами спарены и, согласно классической теории валентности,-в химической связи не участвуют. Они образуют так называемые неподеленные пары. Из четырех электронов на р-орбиталях три имеют параллельные спины и один — антипараллельный им. Таким образом, на одной из 2р-орбиталей имеется два спаренных электрона, которые тоже образуют неподеленную пару. Итак, у атома кислорода имеется две неподеленные пары электронов. [c.94]

Строение электронной оболочки кислорода 1з 2 2р. В атоме кислорода два 2р-электрона находятся на различных орбиталях и, следовательно, не спарены. Размещение электронов на разных р-орбнталях соответствует правилу Гунда — электроны сначала по одному заполняют все орбитали с одинаковой энергией, а затем уже начинается образование пар на каждой орбитали. Атом кислорода, таким образом, имеет два неспаренных электрона, является бирадикалом и проявляет парамагнетизм. Химическая активность атомарного кислорода очень велика, но именно по этой причине. с ним редко приходится встречаться. Атом кислорода с [c.184]

Если один электрон имеет, например, значения квантовых чисел п = 1, / = О, т, = О и т, = -I- /г. то второй электрон должен характеризоваться значениями п = 1, / = О, ш, = О и т = = — /г- Следовательно, на любой атомной орбитали с заданными значениями п, I, ш, может находиться не более двух электронов, причем каждый из них должен иметь противоположное значение спинового квантового числа. Это значит, что максимальная емкость любой орбитали равна 2. Когда на одной орбитали находятся два электрона со спинами + 7г и — /г. то говорят, что они спарены. [c.35]

Как видно, сильное поле молекул аммиака вызывает спаривание Зй-злектронов Со , благодаря чему высвобождаются две Зсй-орбита-ли для участия в донорно-акцепторных связях. При этом в связях участвуют 6 гибридных -орбиталей, а с фторид-ионами Е связи образуют б гибридных зр с -орбиталей. Амминокомплекс является диамагнитным (все электроны спарены), а фторокомплекс — парамагнитен (см. гл. 3 3.6). [c.162]

МЕТИЛЕН. Карбен с формулой Hg называется метиленом. Эта нейтральная молекула существует в двух различных формах. В одной форме, называемой синглетным метиленом, два внешних электрона спарены и находятся на общей орбитали. R другой форме свободные электроны не спарены, и каждый электрон находится на собственной орбитали. Эта форма, называемая триплетным метиленом, в действительности представляет собой бирадикал. [c.339]

Атомы, ионы или молекулы, содержащие только спаренные электроны, т. е. имеющие полностью занятые орбитали, обнаруживают диамагнитные свойства. Как видно из предыдущего раздела, атомы Са и ионы Са должны обладать диамагнитными свойствами, так как у них все электроны спарены. Большинство соединений обладают диамагнитными свойствами, потому что, как мы узнаем из гл. 7, их атомы обычно соединяются друг с другом связями, образуемыми электронными парами. Основной причиной диамагнетизма является то, что спиновые и орбитальные магнитные свойства спаренных электронов полностью компенсируются таким образом, электронная пара не реагирует на внешнее магнитное поле. [c.86]

Карбены — чрезвычайно реакционноспособные нейтральные частицы КгС , в которых углерод соединен с двумя группами ковалентными связями и обладает двумя несвязанными электронами. Карбены являются истинными интермедиатами с характерной реакционной способностью и селективностью, которая не зависит от способа генерации, но зависит от природы заместителей К и электронного состояния частицы в момент реакции. Электронное состояние играет очень важную роль, поскольку реакции синглетных карбенов, в которых два несвязанных электрона спарены [см., например, (46)], по характеру совершенно отличаются от реакций триплетных частиц (45), в которых электроны с параллельными спинами расположены на разных орбиталях (см, разд. 2,8.2,2) [38]. Проведена большая теоретическая работа с целью предсказания электронной структуры н геометрии карбенов [38]. Сам метилен в основном состоянии является скошенным триплетом (45), в котором один нз несвязанных электронов находится на ст-орбитали, обладающей значительным р-характером, а другой электрон занимает р-орбиталь, перпендикулярную плоскости молекулы. [c.586]

Обычные молекулы, в которых все электроны спарены, не дают спектров электронного парамагнитного резонанса, поскольку у двух электронов, занимающих одну молекулярную орбиту, спины должны быть антипараллельны, так что их взаимодействия с магнитным полем компенсируют друг друга. Иначе обстоит дело в случае радикалов, в которых, по определению, по крайней мере один электрон должен быть неспаренным. Поэтому неспаренные электроны в радикалах можно исследовать с помощью спектров электронного парамагнитного резонанса. [c.100]

Литий. Атом лития имеет один валентный электрон, поэтому молекула может иметь не больше двух связывающих электронов. Эти электроны спарены на низшей доступной для них молекулярной орбитали, о,. Следовательно, в молекуле Li2 имеется одна ковалентная связь. Длина этой связи (2,67 А) превышает длину связи в молекуле Н2 (0,74 А), потому что в молекуле лития связь образуется более протяженными атомными орбиталями сп = 2, анесп = 1. По этой же причине связь в слабее, чем в Н2 энергия связи в 2 равна ПО кДж мoль , а в Н2-432 кДж моль Ч Ядра атомов лития расположены дальше друг от друга, электронное облако распределено в большем объеме и силы притяжения между электронами и ядрами соответственно ослаблены. [c.525]

Молекула Ы . Конфигурация Li2[(als) (a ls) (a 2s) J (терм 41g). Первые четыре электрона находятся на внутренних als-орбиталях, образованных из АО АГ-слоя (Is-орбиталей атомов лития). Их размещение подобно размещению в молекуле Неа (см. рис. 24), когда равное число электронов на als- и a ls-MO приводит к отсутствию связи. Можно считать и здесь, что эти МО не вносят вклад в энергию связи молекулы, и электроны на этих орбиталях сохраняют в молекуле характер атомных АГ-электронов, принадлежа попарно соответствующим ядрам (/С-остов). Этому отвечает запись конфигурации в форме Li2[/ ( r2s) ], из которой видно, что связь обусловлена парой электронов, находящихся на связывающей а25-орбитали. Точный квантовомеханический расчет действительно показывает, что als- и а Ь-орбитали имеют вид, близкий к виду двух атомных орбиталей, каждая из которых сосредоточена в основном вокруг одного из двух ядер (рис. 26), и электроны на этих орбиталях условно считают несвязывающими, как четыре электрона в Неа. Молекула Ыг диамагнитна (спины электронов спарены). [c.78]

Такому распределению электронов соответствует вычисленный по приведенной выше формуле магнитный момент 2,8 магнетона Бора. В комплексах, содержаш,их два неспаренных электрона и обладающих магнитным моментом, близким к величине 2,8 могут принимать участие в образовании связей толькз одна 5- и три р-орбиты с образованием р -связеп, направленных к вершинам тетраэдра. Если же два неспаренных электрона иона N 2+ спарятся и освободят одну Зй -ячейку, то станет возможно образование плоско построенных комплексов с хр -свя-зями. Такой комплекс должен обладать нулевым магнитным моментом. [c.344]

Принцип запрета, или принцип Паули. В 1925 г. швейцарский физик Вернер Паули сформулировал основополагающий принцип, описывающий поведение электронов, который не может бьуь выведен из более общих законов природы. Этот принцип целиком связал со спином электрона. Для учета спина полная волновая функция представляется в виде произведения пространственной и спиновой волновых функций. Таким образом, величина I г ) Р есть вероятность нахождения электрона с данным спином в данной точке пространства. Принцип Паули первоначально сформулирован так не может быть двух электронов с одинаковой пространственной частью волновой функции (т. е. занимающих одну орбиталь) и одинаковым спином. Этот принцип ограничивает предельное число электронов на одной орбитали. Действительно, если каждая атомная орбиталь характеризуется тремя числами п, I а т, а спиновое число принимает только два разных значения, то на орбитали не может быть более двух электронов. Спины этих электронов должны быть противоположны по направлению, или спарены. [c.170]

Приведенные схемы объясняют также магнитные свойства веществ. Вещества делятся на диамагнитные и парамагнитные. Первые оказывают сопротивление прохождению магнитного поля большее, чем вакуум, вторые — меньшее, чем вакуум. Поэтому внешнее магнитное поле выталкивает диамагнитные вещества и втягивает парамагнитные. Столь различное поведение веществ объясняется характером их внутренних магнитных полей, складывающихся из собственных магнитных моментов нуклонов и электронов. Но магнитный момент атома определяется главным образом суммарным спиновым магнитным моментом Электронов, так как могнитные моменты протонов и нейтронов примерно на три порядка меньше моментов электронов. Если два электрона находятся в одной орбитали, то их магнитные поля замыкаются. Если в веществе магнитные моменты всех электронов взаимно скомпенсированы, т. е. все электроны спарены, то это вещество диамагнитное. Напротив, если в орбиталях имеются одиночные электроны, то вещество проявляет парамагнетизм. Примерами диамагнитных веществ могут служить молекулярные водород, азот, фтор, углерод и литий (в газообразном состоянии). К парамагнитным относятся молекулярный бор, кислород, оксид азота). Вещества с аномально в .1сокой магнитной восприимчивостью (например, железо) называются ферромагнитными. Ферромагнетизм проявляется ими только в твердом состоянии. [c.70]

Низкоспиновые и высокоспиновые комплексы одного и того же катиона очень четко разделяются по магнитной восприимчивости. Так, наличие Ц эфф = 2,8 у [N 014 Р показывает, что в комплексе есть два неспаренных электрона, а в связи с лигандом участвуют гибридные орбитали, комплекс имеет тетраэдрическую конфигурацию. В диамагнитрюм комплексе [Н (С1 )4] два -электрона никеля спарились и образовался плоский комплекс с 5р -гибри-дизацией [c.131]

Кратность или число связей в молекуле равно (4 — 2)/2 = 1. Вопрос о том, находятся ли два последних электрона на о5 -МО или они согласно правилу Гунда располагаются по одному на л "- и л -МО, рен1ается магнитными свойствами молекулы Вз. Если она диамагнитна, то электроны спарены и находятся на а -орбитали, а если парамагнитна, то на двух я -орбиталях. Эксперимент указывает на реализацию второго случая, а следовательно, энергия ст -МО в этом случае выше энергии л ,-орбиталей, [c.145]

Синглетный карбеи. Карбен, н котором несвязанные электроны спарены. В данной главе внимание было сосредоточено на гинглетном карбене, в котором несвязанные электроны находились на одггог орбитали, т. е. па устойчивом состоянии синглетного карбена. [c.347]

Из приведенной выше диаграммы видно, что песвязывающий инергети-ческий уровень проходит через центр шестиугольника. Связывающие молекулярные орбитали лежат ниже этой линии. Так как па уровнях п-элект ронной энергии располагается шесть электронов, то мы неизбелпю получаел правильную схему для молекулы бензола а) все электроны спарены, б) все связывающие молекулярные орбитали заполнены, в) все разрыхляющие молекулярные орбитали пустуют. Эта схема в точности совпадает с приведенной на рис. 15-2. [c.570]

Дальнейшее уточнение описания молекулярных систем в рамках В. с. м. связано с использованием линейных комбинаций волновых ф-ций неск. валентных схем. Такой подход обычно и наз. методом валентных схем. Коэффициенты в линейной комбинации ф-ций, отвечающих в приближении идеального спаривания разл. валентным схемам, возможным для данной молекулы, определяют вариационным методом. К валентным схемам относятся все схемы ковалентных (т. наз. кекулевских) структур с максимально возможным числом валентных связей между соседними атомами, т. наз. дьюаровских структур с длинными связями, в к-рых формально спарены электроны, принадлежащие несоседним атомам, а также структур ионного типа, в к-рых электрон формально перенесен от одного атома к другому. На этом основании В. с. м. нередко рассматривают как мат. обоснование теории резонанса. Один из простых способов построения всех валентных схем дается правилами Румера каждой однократно занятой орбитали ставят в соответствие точку на нек-рой окружности, каждому спариванию электронов-стрелку, соединяющую две такие точки Полученную диаграмму наз. д и а г р а м м о й Румера. При построении полной волновой ф-ции молекулы учитывают все диаграммы Румера с непересекающимися стрелками Диаграммы Румера дают удобный графич. метод вычисления [c.345]

В сложных молекулах, обладающих малым числом элементов симметрии, ограничиваются указанием типов молекулярных орбиталей, содержащих неспаренные электроны. В орг. молекулах орбитали классифицируют на связывающие ст, связывающие п (делокализованные в ароматич. и сопряженных системах), разрыхляющие ст и п, несвязывающие орбитали своб. пар электронов гетероатомов п (ортогональные п-системе) и I (сопряженные с п-системой), а также вакантные орбитали о, имеющиеся у нек-рых гетероатомов (напр., у В). В большинстве орг. молекул, содержащих четное число электронов, в основном состоянии все электроны спарены, и оно является синглетным (исключением являются, напр., карбен и его производные, основное состояние к-рых триплетно). При возбуждении один из электронов переходит с занятой (чаще всего связывающей или несвязывающей) орбитали на одну из свободных (разрыхляющую или вакантную). Так, В. с. формальдегида относятся к типам п,п и п,п (в обозначениях теории групп это состояния А я Al соотв.). Простейший способ обозначения B. ., не требующий знания их природы, заключается в их нумерации в порядке возрастания энергии основное Sq (для молекул с четным числом электронов), возбужденные синглетные Sj, S2 и т.д., триплетные Tj, Tj и т.д. [c.408]

Если использовать модель электрон на окружности для описания л-электронов в циклических сопряженных системах, то нужно заселить энергетические уровни электронами в соответствии с принципом заполнения, т. е. соблюдая принцип исключения Паули и правило Хунда. В соответствии с этим для (4п + 2)-л-систем возникает замкнутая оболочка (рис. IV. 12, а) и занятые собственные состояния, или орбитали, дают диамагнитный вклад в магнитную восприимчивость. В противоположность этому в 4п-л -электронных системах высшие занятые орбитали содержат каждая лишь по одному электрону, спины которых не спарены (рис. IV. 12, б), и эти соединения должны быть парамагнитными. В действительности ни циклооктатетраен, ни другие [4/г] аннулены не проявляют молекулярного парамагнетизма. Как гласит теорема, сформулированная Яном и Теллером, вырождение высшей занятой орбитали может быть снято за счет небольшого искажения симметрии молекулы, возможно за счет альтернирования длин связей. Это дает возможность обоим электронам занять один более низко лежащий энергетический уровень. На возникающей Энергетической диаграмме (рис. IV. 12, в) в соответствии с этим высшая занятая и нижняя свободная орбитали разделены лишь небольшой энергетической щелью. Это различие в энергиях значительно меньше, чем в случае (4п + 2)-л-систем. Взаимодействие с магнитным полем Во вызывает смешивание этих электронных состояний, что в соответствии с нашим ана" лизом, начатым в разд. 1 гл. II, приводит к парамагнитному вкладу в константу экранирования о. Он по величине больше. [c.98]

Вг. В соответствии с диаграммой на рис. 14.8 в этом случае дополнительная пара электронов, помимо электронов молекулы Вег, как и следовало ожидать, находится на орбитали Og2p это приводит к стабилизации и образованию молекулы, в которой все электроны спарены (синглетное состояние). Образуется устойчивая молекула Вг, как указано в табл. 14.1. Однако спектроскопические измерения показывают, что ее основное состояние является триплетным (разд. 12.23), так что два внешних электрона находятся в различных состояниях я2р. Когда существует несколько орбиталей с одинаковой энергией, правила Гунда (разд. 12.25) требуют, чтобы электроны распределялись по разным орбиталям. В данном случае имеются два неспаренных электрона, поэтому основное состояние этой молекулы является триплетным. [c.440]

Молекула О2 образует с Ре(П) а-связь посредством гибридной р -орбитали. Гибридизация окупается образующейся химической а-связью. / 2-гибридизация обусловливает связевой угол ППРе-Ог в 120° к плоскости порфирина. Пара валентных электронов, которые в молекуле О2 не спарены и занимают несвязывающие ф -орбитали в результате а-координации спариваются, занимая связывающую -орбиталь. [c.287]

В карбонат-ионе, имеющем форму плоского треугольника, атом С находится в зр -гибридизованном состоянии, а орбиталь Рг образует я-орбиталь. С другой стороны, три эквивалентных атома О также 8р -гибридизованы, а их орбитали р представляют собой п-орбитали (в ряде приближенных методов полагают, что атом О зр-гибридизоваи, но при этом не возникает различий участвующих в связи орбиталей). Атомы С и О в валентных состояниях образуют показанные на рис. 4.1 молекулярные орбитали, и а-орбитали расщепляются на трехкратно вырожденные связывающую и разрыхляющую орбитали. Однократное связывание атомов за сче я-орбита-лей приводит к образованию четырех молекулярных орбиталей, две из которых вырожденны. 24 атомных валентных электрона заселяют орбитали, начиная с нижней, и одна молекулярная я-орбиталь и разрыхляющая а-орбиталь оказываются вакант ными (карбонат-ион диамагнитен, и все электроны спарены). [c.158]

Орбит дестабилизируют систему и увеличивают ее энергию. В случае карбониевого иона имеется только два электрона, и они могут быть спарены и перенесены на самую низшую связывающую орбиту (рис. 17.1, а). В радикале имеется еще один электрон, и он должен идти на одну из антисвязывающих орбит (см. рис. 17.1,6). В случае карбаниона два электрона могут перейти на эти орбиты, и, очевидно, такая система наименее стабильна из всех трех (см. рис. 17.1, б). (Как показано на рис. 17.1,6, переходным состоянием для карбаниона является триплет.) [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология