Орбитали металлические

Объяснять, как электростатическое взаимодействие между лигандами и орбиталями металлического центра в октаэдрическом комплексе приводит к расщеплению энергетических уровней этих орбиталей. [c.401]

Металлическая связь. Металлическая связь — разновидность ненаправленной ковалентной связи. Она существует между атомами с небольшим числом валентных электронов, слабо удерживаемых ядром, и большим числом свободных валентных орбиталей. Металлическая связь осуществляется в кристаллах металлов и их сплавов. Существованием такой связи объясняются общие свойства металлов. Как известно, металлы — это твердые, блестящие вещества, хорошо проводящие электричество, теплоту многие из них имеют высокие температуры плавления и кипения, а также способны к вытягиванию в проволоку и прокатыванию в листы. Такая же связь имеет место в жидких металлах и сплавах (они сохраняют высокую электрическую проводимость). [c.31]

Металлическая связь. Металлическая связь — разновидность ненаправленной ковалентной связи. Она существует между атомами с небольшим числом валентных электронов, слабо удерживаемых ядром, и большим числом свободных валентных орбиталей. Металлическая связь осуществляется в кристаллах металлов и их сплавов, а также интерметаллических соединений. [c.49]

Образование а-связи в ионе [Ее(СЫ)б] может происходить только за счет электронной пары лиганда, переносимой на пустую.....-орбиталь металлического иона (рис. 138) . [c.168]

После перерыва в заселении р-орбиталей у элементов четвертого и следующих периодов, связанного с включением в эти периоды переходных и внутренних переходных металлов, оно возобновляется (как у В и А1 во втором и третьем периодах) и продолжается до окончательного заполнения р-орбиталей. Щелочные и щелочноземельные металлы характеризуются плавным изменением свойств в пределах каждой группы. Свойства переходных металлов тоже плавно изменяются в пределах каждого ряда. Но начиная с группы 1ПА наблюдаются резкие изменения свойств элементов в каждой группе, хотя эти из.менения осуществляются закономерно во всей остальной части периодической системы. Здесь происходят резкие изменения свойств элементов от типично металлических к типично неметаллическим. Некоторые из подобных закономерностей показаны в табл. 10-5 и 10-6, [c.452]

Более совершенную модель металлической связи позволяет создать теория молекулярных орбиталей. Согласно этой модели, весь кристалл металла следует рассматривать как одну гигантскую молекулу. Все атомные орбитали определенного типа взаимодействуют в кристалле, образуя совокупность делокализованных орбиталей, простирающихся по всему кристаллу. Число валентных атомных орбиталей в отдельном кристалле достигает 10 . Чтобы представить себе, как происходит взаимодействие столь большого числа валентных орбиталей, рассмотрим гипотетическую последовательность линейных молекул лития, Ыг, з, в которых основную роль играют валентные 25-орбитали. На рис. 14-24 показано образование молекулярных орбиталей для трех указанных молекул. Отметим, что вследствие делокализации молекулярных орбиталей ни одному из электронов не приходится располагаться на разрыхляющей орбитали. По мере удлинения цепочки атомов в молекуле расстояние между орбитальными энергетическими уровнями все более сокращается. В предельном случае для кристалла, состоящего из 10 атомов, комбинация атомных орбита-лей приводит к возникновению широкой полосы, или, как говорят, зоны, тесно расположенных энергетических уровней. [c.625]

Рис. 14-25. Энергетические зоны делокализованных молекулярных орбита-лей металлического лития. Исходные атомные 2х- и 2р-орбитали обладают настолько близкими энергиями, что это приводит к перекрыванию зон молекулярных орбиталей. Поскольку атом лития имеет на 2 -орбитали один электрон, зона делокализованных молекулярных орбиталей, образованных атомными 2 -орбиталями, заполнена

Бериллий представляет собой более сложный пример металла, чем литий. В изолированном атоме бериллия имеется ровно столько электронов, чтобы полностью заполнить его Ь- и 2 -орбитали. Поэтому в металлическом бериллии такое количество электронов, что они полностью заполняют его 25-зону делокализованных орбиталей. Если бы 2р-зона не перекрывалась с 2 -зоной (рис. 14-26), бериллий не обладал бы хорошей электропроводностью, потому что для перемещения электронов в кристалле такого металла потребовалась бы энергия их возбуждения в 2р-зону, равная интервалу между 25- и 2р-зонами. Однако эти две зоны в кристалле бериллия перекрываются, и, таким образом, у него появляются незанятые делокализованные орбитали, расположенные на бесконечно малом расстоянии над высшими заполненными орбиталями. Благодаря этому бериллий является металлическим проводником. [c.628]

Рис. 14-26. Зонная структура бериллия. Поскольку атом бериллия имеет на 25-орбитали два электрона, в металлическом Ве зона делокализованных молекулярных орбиталей, образуемых 25-орбиталями, оказывается полностью заполненной. Если бы зоны из 2s- и 2р-орбиталей не пере-

Реальная ситуация более сложна, поскольку координата X зависит от всех лигандов и электронов комплекса. В зависимости от того, насколько близко расположены металлические центры и насколько велико перекрывание орбиталей (по одной на каждом атоме рутения), те две орбитали, на которых может находиться неспаренный электрон, в состоянии смешиваться с образованием связывающей и разрыхляющей комбинаций. Это должно приводить к картине, изображенной на рис. [c.122]

Помимо рассмотренных типов связи, особо выделяют металлическую связь, которая проявляется при взаимодействии атомов элементов, имеющих избыток свободных валентных орбиталей по отношению к числу валентных электронов. При сближении таких атомов, например в результате конденсации пара, электроны приобретают способность свободно перемеш,аться между ядрами в пространстве именно благодаря относительно высокой концентрации свободных орбиталей. В результате этого в решетке металлов возникают свободные электроны (электронный газ), которые непрерывно перемещаются между положительными ионами, электростатически их притягивают и обеспечивают стабильность решетки металлов. Таков механизм образования металлической связи у непереходных металлов. У переходных металлов механизм ее образования несколько усложняется часть валентных электронов оказывается локализованной, осуществляя направленные ковалентные связи между соседними атомами. Поскольку ковалентная связь более прочная, чем металлическая, у переходных металлов температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных и щелочноземельных металлов, а также у переходных металлов с электронными оболочками, близкими к завершению. Это наглядно видно при сопоставлении температур плавления и кипения металлов 6-го периода (табл. 10). [c.37]

Энергетические зоны. Общий подход к рассмотрению ионных, ковалентных и металлических кристаллов дает зонная теория кристаллов, которая рассматривает твердое тело как единый коллектив взаимодействующих частиц. Эта теория представляет собой теорию молекулярных орбиталей для системы с очень большим числом атомов. [c.100]

С увеличением числа взаимодействующих атомов в системе увеличивается число орбиталей (энергетических состояний). В системе из двух атомов каждая пара атомных энергетических состояний расщепляется на два энергетических состояния (см. рис. 21) в системе из четырех атомов — на четыре, в системе из восьми — на восемь и т.д. Если кристалл образован Л атомов, тогда каждое атомное энергетическое состояние сместится и энергетически расщепится на N состояний (рис. 63). Так как /V очень велико (в 1 см металлического кристалла содержится 10 —10 атомов ), то велико и /V состояний, совокупность которых составляет энергетическую зону. В пределах энергетической зоны энергетическое различие состояний электрона составляет всего лишь 10 эВ. Орбитали энергетической зоны можно считать аналогами молекулярных орбиталей, простирающихся по всему кристаллу. [c.100]

Таким образом, металлические кристаллы образуются элементами, в атомах которых число валентных электронов мало по сравнению с числом энергетически близких валентных орбиталей. Вследствие этого химическая связь в металлических кристаллах сильно делокализована. [c.102]

Металлические кристаллы. У элементов типа натрия и меди имеется только один валентный -электрон, так что в их кристаллах валентная зона, построенная из атомных я-орбиталей, заполнена лишь наполовину (рис. 96,6). Следовательно, при незначительном возбуждении энергетическое состояние каждого из электронов может меняться в пределах всей энергетической зоны. Это имеет место, например, при приложении к металлу электрического поля. Тогда электроны начинают двигаться в направлении поля, что определяет электропроводность металлов. [c.149]

При переходе от кремния к алюминию и далее к -элементам магнию и натрию число валентных электронов уменьшается, а число свободных валентных орбиталей увеличивается. Это понижает прочность двухцентровой связи и усиливает тенденцию к образованию нелокализованной, а в пределе — металлической связи (электронного газа). [c.256]

В соответствии с характерным типом гибридизации валентных орбиталей (яр ) у кремния наиболее устойчива алмазоподобная (кубическая) модификация как и алмаз, она тугоплавка т. пл. 1428 С, т. кип. 2600°С) и отличается высокой твердостью. Вследствие частичной делокализации связи эта модификация имеет темно-серый цвет и металлический вид. При комнатной температуре кремний является полупроводником (Д =1,12 эв). Гексагональная (графитоподобная) модификация кремния неустойчива. [c.469]

Селен и теллур в еще большей степени склонны к образованию ионных соединений с ковалентной составляющей связи с переходом к металлическому типу связи (разд. (6.6), поскольку они распо-лагают еще большими возможностями предоставления орбиталей для образования связей. [c.517]

Мы уже указывали, что способность иона металла координировать вокруг себя лиганды, например молекулы воды, можно объяснить возникающим при этом льюисовым кислотно-основным взаимодействием (см. разд. 15.10). При таком подходе основание, т. е. лиганд, можно рассматривать как донор пары электронов. Эти электроны принимает вакантная гибридная орбиталь иона металла, играющего роль акцептора (рис. 23.21). Однако можно предположить, что притяжение между ионом металла и окружающими лигандами обусловлено главным образом электростатическими силами притяжения между положительным зарядом на ионе металла и отрицательными зарядами на лигандах. При наличии ионных лигандов, например I или S N, электростатическое взаимодействие осуществляется между положительным зарядом на металлическом центре и отрицательным зарядом на каждом лиганде. Если же лигандами являются нейтральные молекулы, например HjO или NH3, отрицательные концы этих полярных молекул, где находятся неподеленные электронные пары, оказываются направленными в сторону металлического центра. В этом случае притяжение обусловливается силами ион-дипольного взаимодействия (см. разд. 11.5). Но в любом случае результат одинаков лиганды сильно связываются с металличе- [c.390]

В шестикоординационном комплексе отталкивание между лигандами заставляет их располагаться по осям координатной системы х, у и г (рис. 23.23). Рассмотрим на 1-орбиталях металла, как же должна меняться энергия -электронов металлов по мере приближения лигандов к иону металла. Напомним, что -электроны являются внешними в электронной оболочке иона переходного металла. Мы уже говорили, что в результате приближения лигандов к металлическому центру полная энергия иона металла и лигандов понижается (т. е. устойчивость комплекса повышается). Но одновременно следует учитывать еще отталкивание между внешними электронами иона металла и отрицательными зарядами на лигандах. Это взаимодействие и называется влиянием кристал.пического поля или поля лигандов. В результате него происходит общее повышение энергии -электронов иона металла, показанное в центральной части рис. 23.22. Правда, не все -орбитали иона металла реагируют одинаковым образом на влияние поля лигандов. Чтобы разобраться в причине этого, напомним о форме пяти -орби- [c.391]

Плоско-квадратные комплексы, в которых четыре лиганда расположены в общей плоскости с ионом металла, представляют собой один из распространенных структурных вариантов комплексов. Можно представить себе, что эти комплексы образуются в результате удаления двух лигандов, расположенных по вертикальной оси 2 в октаэдрических комплексах. Такой подход позволяет понять, почему четыре лиганда, находящиеся в одной плоскости, располагаются значительно ближе к иону металла. На рис. 23.32 показаны изменения в системе энергетических уровней -орбиталей металла при взаимодействии с четырьмя лигандами, лежащими в одной плоскости по вершинам квадрата, который окружает металлический центр. [c.399]

Металлическую связь образуют элементы, атомы которых на внешнем уровне имеют мало электронов по сравнению с общим числом внешних энергетически близких орбиталей, а валентные электроны из-за небольшой энергии ионизации слабо удерживаются в атоме. [c.56]

Теперь попробуем применить этот же принцип к описанию элемента полония (№ 84). Вряд ли Вам что-либо известно об этом элементе. Элемент полоний расположен в главной подгруппе VI группы. На внешнем уровне 6 электронов. Число орбиталей значительно больше - 36. Это позволяет предположить наличие у простого вещества металлических свойств (это предположение также возникает из-за четко проявляющегося усиления металлических свойств в подгруппе серы). [c.89]

Координационное число металла при образовании ОЦК решетки равно восьми. Такая решетка, как уже говорилось, свойственна, например, металлическому натрию, железу при температуре до 911 °С. Атом натрия имеет один электрон на внешней электронной оболочке, с помощью которого он образует металлическую связь с другими атомами. В то же время остальные его валентные орбитали являются вакантными. Избыток числа орбиталей над числом электронов приводит к образованию такой структуры, когда каждый атом натрия создает у себя устойчивую восьми-электронную оболочку благородных газов, отстоящих как слева (N6), так и справа (Аг) от натрия в периодической системе. Это достигается при количестве ближайших атомов в кристаллической решетке (координационном числе) равном восьми. Аналогично, атом хрома в основном [c.320]

Вследствие нелокализованности металлической связи для ее описания лучше всего подходит метод молекулярных орбиталей. Металлическая связь с позиций метода МО будет рассмотрена позже (стр. 134). [c.97]

Поведение фосфорсодержащих органических соединений под действием электронного удара во многом аналогично серусо-держащ им аналогам. Наличие неподеленной электронной пары, незаполненных -орбиталей, металлические свойства, ведущие к стабилизации положительного заряда на атоме фосфора, стабильность нескольких форм окисления — все это приводит к интенсивным скелетным перегруппировкам ионов фосфорорганических соединений (табл. 31). Так, в отличие от РЬгЫСНгМРЬг в фосфорсодержащем аналоге наблюдается миграция РЬ к атому фосфора [c.160]

Вследствие нелокализованности металлической связи для ее описания лучше всего подходит теория молекулярных орбиталей (см. далее с. 114). [c.89]

У бериллия (ls 2s ) по сравнению с бором ( s 2s 2p ) в соответствии с увеличением радиуса атома и уменьшением числа валентных электронов неметаллические признаки проявляются слабее, а металлические усиливаются. Бериллий обладает более высокими энергиями ионизации атома (II = 9,32 эВ, /а == 18,21 эВ), чем остальные s-элементы II группы. В то же время он во многом сходен с алюминием (диагональное сходство в периодической системе) и является типичным амфотерным эле.ментом в обычных условиях он простых ионов не образует для него характерны комплексные ионы как катионного, так и анионного типа. Во всех устойчивых соединениях степень окисления бериллия -f2. Для Ве (II) наиболее характерно координационное число 4 (зр -гибри-Д1(зация валентных орбиталей). [c.470]

Атомы металлических элементов, как правило, имеют меньше валентных электронов, чем доступных для заселения орбиталей, другими словами, эти атомы являются электронно-дефицитными. Поэтому такие атомы имеют тенденцию обобшествлять электронную плотность с несколькими другими атомами, осушествляя этим способом свои максимальные валентные возможности. В большинстве металлов каждый атом окружен по крайней мере восемью ближайшими соседями , образующими одну из трех распространенных структур, которые показаны на рис. 14-7. В гексагональной плотноупакованной и кубической плотноупакованной структурах каждая сфера (атом) соприкасается с 12 другими сферами, 6 из которых находятся в общей плоскости с данным атомом и еще [c.605]

Классическим примером системы с двумя металлическими центрами может служить дигидрат димера ацетата меди(И). Структура этой молекулы показана на рис. 11.6, где в качестве оси г взята ось связи металл-металл. Ионы меди(П) имеют i -кoнфигypaцию. Установлено, что при низких температурах данное соединение диамагнитно, а при близких к комнатной парамагнитно. Молекулу этого комплекса можно рассматривать как систему с двумя молекулярными орбиталями, представляющими собой по существу орбитали металла (со значительным вкладом мостиковой ацетатной группы). На рис. [c.151]

Лекция 7. Основные положения метода молекулярных орбиталей (МО). Энергетические диаграммы распределения электронной плотности в молекулах. Применение метода МО к молекулам, образованным из атомов элементов первого и второго периодов. Объяснение магнитных свойств и возможности существования двухатомных частиц с помощью метода МО. Лекция 6. Межмолекулярное взаимодействие. Природа межмолекулярных сил. Ориентационное, индуктивное, дисперсионное взаимодействие. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства вешества. Конденсированное состояние вещества. Кристаллическое состояние. Кристаллографические классы и втя системы.. Ьоморфизм и полимор( )Изм. Ионная, атомная и молеклярная, металлическая и кристаллическая рещетки. [c.179]

В атомных решетках атомы связаны за счет ковалентной или металлической связи. Так, атомно-ковалентная решетка у алмаза (рис. 85). Строение ковалентных кристаллов определяется типом гибридизации орбиталей со-ставляюш,их их атомов. В кристалле алмаза, например, каждый из атомов углерода посредством электронов 5р -гибридных орбиталей связан с. четырьмя соседними атомами углерода. Координационные числа [c.135]

Как известно, в представлениях метода молекулярных орбиталей, при взаимодействии двух атомов происходит перекрывание атомных орбиталей с образованием связывающих и разрыхляющих молекулярных орбиталей, и каждое атомное энергетическое состояние расщепляется на два, в системе из четырех атомов — на четыре, в системе из восьми атомов — на восемь и т. д. молекулярных состояний. Чем больше атомов в системе, тем больше молекулярных состояний. Пусть из атомов образуется кристалл, тогда каждое атомное состояние сместится энергетически и расщепится на N состояний (рис. 95). Так как число атомов N очень велико (в 1 см металлического кристалла содержится —10 атомов ), то 7V состояний сближакугся, образуя энергетическую зону. Энергетическое различие состояний электронов в пределах зоны составляет всего лишь 10 эв, поэтому изменение энергии электрона в зоне можно представить как непрерывную полосу энергии. Орбитали энергетической зоны можно считать аналогами молекулярных орбиталей, простирающихся по всему кристаллу. [c.147]

При увеличении атомного радиуса и одновременно с возрастанием числа участвующих в связях орбиталей закономерно меняются свойства простых веществ. Ясно прослеживается переход от неполярных молекулярных веществ (N2 и Рбел) к слоистым структурам (Рчерн, Аз) и к металлическим веществам (Bi). [c.530]

Металлическую связь образуют элементы, атомы которых на внешнем уровне имеют мало электронов по сравнению с общим числом внешних энергетически близких орбиталей, а валентные электроны из-за небольшой энергии ионизации слабо удерживаются в атоме. Химическая связь в металлических кристаллах сильно де-локалнзована, т. е. электроны, осуществляющие связь, обобществлены ( электронный газ ) и перемещаются по всему куску металла, в целом электронейтрального. [c.55]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — взаимодействие между атомами, обусловлива-ющее образование устойчивой многоатомной системы (молекулы, радикала, молекулярного иона, комплекса, кристалла и др.). Все химические превращения сопровождаются разрушением химической связи. X. с. возникает вследствие кулоновского притяжения между ядрами и электронным зарядом, распределение которого обусловлено динамикой поведения электронов и подлежит квантовомеханическим законам. Электронный заряд многоатомной системы возникает нри обобществлении атомных электронов. Различают ионную (гетерополяр-ную, электровалентную), ковалентную (гомеополярную, атомную) и металлическую X. с. X. с. н зыз 1ЮТионной, если она возникает вследствие практически полного перехода электронов с орбитали одного атома на орбиталь другого. Например, во время реакции натрия с хлором атомы натрия теряют, а атомы хлора присоединяют по одному электрону, превращаясь в ионы Ыа+ и С1 (электронный заряд локализован на атомах). Если ионная связь возникает между ионами и полярными (дипольными) молекулами, то ее называют ионно-ди-10 8-149 [c.273]

С электронной теорией близко связаны представления об особой роли металлов с недостроенными -орбиталями, в первую очередь металлов УП группы Ге, Со, N1, Pt, Р(1, 1г, КЬ, а также примыкаюп] их к ним Си, А , отчасти 7п, 0(1, меньше — Аи. Переход электрона с с -оболочки во внешнюю х-оболочку (и наоборот) приводит к образованию свободных валентностей,обеспечивающих протекание гетерогенно-каталити-чесхшх реакций. Ориентировочно рассчитав относительное число свободных валентностей (статистический вес д-состояний), можно сопоставить его с удельной (на единицу поверхности) каталитической активностью металла. На примере гидрирования этилена установлена линейная связь между логарифмом удельной активности и статистическим весом -состояния. Однако нельзя утверждать исключительность роли недостроенных -оболочек для каталитической активности. Так, на примере германия было показано существование металлических катализаторов, атомы которых не имеют недостроенных -оболочек. Были также рассмотрены взаимодействия реагирующих молекул с катализатором в рамках представлений об образовании комплексов. [c.304]

В отличие от ковалентной и ионной связи металлическая связь является нелокализованной. В металлах небольшое число электронов одновременно связывает большое число атомных ядер, а сами электроны могут перемещаться. Металл можно рассматривать как плотноупакованную структуру из катионов, связанных друг с другом электронным газом. Вследствие нелокализованности металлической связи для ее описания лучше подходит метод молекулярных орбиталей. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология