Углерод энергетическая диаграмма

Рис. 5в. Энергетическая диаграмма углероди стого вещества в процессе его графитации

Энергетическая диаграмма орбиталей молекулы СО2 приведена на рис. 42. Распределение валентных электронов (четыре от углерода и восемь от двух атомов кислорода) по орбиталям молекулы СО 2 соответствует электронной конфигурации [c.62]

Из гетероатомных молекул на молекулу азота весьма похожа но химическому строению и свойствам молекула оксида углерода. Заселенность молекулярных орбиталей в СО точно такая же, как н в молекуле азота (рис. 62). Разница заключается только в структуре АО со стороны углерода участвуют в образовании МО четыре электрона, а кислорода — 6. Порядок связи равен трем, т, е, соответствует кратности связи в СО согласно МВС. По сравнению с молекулой азота в молекуле кислорода имеется на 2 электрона больше. Энергетическая диаграмма и заселенность МО молекулы [c.124]

Состояние электронов в атоме иногда записывают сокраш,енно путем перечисления символов орбиталей в порядке возрастания главного квантового числа и указания с помощью правого верхнего индекса количества электронов в данном орбитальном состоянии. Например, 1з 2з В 15 2з 2р. Такую запись называют электронной конфигурацией элемента. Часто подобные записи сокращают, включая электронную конфигурацию предшествующего рассматриваемому элементу инертного газа, которая записывается в виде его символа, заключенного в квадратные скобки Ь1[Не]25 ВШе]2з 2р. Следует отметить, что две формы представления электронных состояний атомов — энергетические диаграммы и электронные конфигурации — неэквивалентны. Энергетическая диаграмма дает более детальную информацию, чем электронная конфигурация. Так, уже при переходе к следующему элементу — углероду, атом которого имеет 6 электронов, электронной конфигурации основного состояния 5 25 2р могут соответствовать различные электронные состояния, изображаемые энергетическими диаграммами [c.41]

Рассмотрите механизм взаимодействия молекулы бензола с электрофильным реагентом ( +) и нарисуйте энергетическую диаграмму реакции 5я2-типа. Какие точки на кривой отвечают промежуточному соединению, переходным состояниям Каково различие между переходным состоянием и промежуточным продуктом Чем отличаются я-комплексы от а-комплексов В каких валентных состояниях находятся атомы углерода в ст-комплексе Как распределен ( + )-заряд в а-комплексе и какую пространственную конфигурацию он имеет [c.148]

Отметим, что орбиталь атома В, имеющая меньщую энергию, чем орбиталь атома А, участвует в большей степени в формировании молекулярной орбитали Ч и в меньшей — в формировании Ч . На рис. 4.27 схематично изображены контуры я-МО и я -МО для молекулы СО обычно считают, что связывающая орбиталь в большей степени принадлежит кислороду, а разрыхляющая МО — углероду. Энергетическая диаграмма МО для молекулы СО представлена на рис. 4.28. Отметим предварительное взаимодействие 2 - и 2р-орбиталей атомов С и О (аналогия гибридизации в методе ВС) и несвязывающий характер 25-орбитали атома О, имеющую очень низкую энергию, недостаточную для формирования МО с орбиталями атома С. [c.112]

Переходное состояние можно представить как активированный комплекс, в котором атом углерода частично связан со вступающей группой, а связь С-Вг с уходящей группой еще не вполне разорвалась. Отрицательный заряд распределен между вступающей и уходящей группами. При этом атом углерода остается незаряженным. Таким образом, реакция протекает как одностадийный синхронный процесс. Этот механизм объективно отражается энергетической диаграммой, представленной на рис. 13.1. [c.587]

Составьте энергетические диаграммы распределения электронов атомов 1) углерода, 2) азота, 3) кислорода, 4) серы, 5) хлора, 6) брома, 7) йода. Предскажите возможные валентные состояния (или степени окисления) элементов. Выделите те состояния, при которых отвечающие им соединения могут играть роли восстановителя, окислителя, а также окислителя и восстацовителя одновременно. [c.266]

В результате такого взаимодействия атомы углерода и кислорода проявляют ковалентности, равные 1. Образуемая ими связь на рис. 4.15 в формуле молекулы СО показана сплошной чертой. Другие АО неспаренных электронов углерода и кислорода ориентированы друг относительно друга так, что они перекрываются по 7Г-типу. Учет этого на энергетической диаграмме осуществлен так, что расщепление между образовавшимися связывающей и разрыхляющей МО 7г-типа меньше, чем для МО (т-типа (рис. 4.16). Понижение энергии пары электронов на МО л"-типа меньше, т. е. тг-связь менее прочная, чем сг-связь. В формуле молекулы СО она указана штриховой линией. [c.123]

На рис. 6.17 показана энергетическая диаграмма молекулы. На одной из осей, в данном случае левой, отмечены уровни энергий валентных АО центрального атома — углерода, на другой — остальных атомов, окружающих центральный — Н. Фигурная скобка около уровней водорода обозначает, что они все одинаковы Всего в образовании МО принимают участие, как видно, 8 АО, [c.127]

Энергетическая диаграмма молекулы СО2 приведена на рис. 41. Распределение двенадцати валентных электронов (четыре — атома углерода и восемь — 70 [c.70]

Постройте энергетическую диаграмму молекулярных орбиталей для оксида углерода(П), молекулярного кислорода и азота. [c.626]

Попытаемся теперь получить общее представление о структуре электронных энергетических уровней бесконечной цепочки М(л , а точнее ее циклического аналога (см. рис. Л,б). Для этого снова обратимся к примеру циклических л-сопряженных полиенов, содержащих конечное число атомов углерода. При качественном построении одноэлектронных энергетических уровней этих систем часто пользуются простым мнемоническим приемом, известным как круг Фроста. Для этого правильный многоугольник с числом вершин, равным числу атомов углерода в цикле, вписывают в круг таким образом, чтобы одна из вершин находилась в самой низшей точке круга. Этой точке круга соответствует энергия самой устойчивой МО циклической п-системы. Точки касания круга другими вершинами многоугольника будут определять относительное расположение всех остальных уровней энергии л-орбиталей циклического сопряженного полиена. В качестве примера на рис. 1.3 приведены построенные с помощью круга Фроста энергетические диаграммы некоторых циклических полиенов. [c.12]

На рис. 20 приведены примеры графического представления МО для трех-, четырех-, пяти-, шести-, семи- и восьмичленных циклов, состоящих из 5р -атомов углерода. Исходя из этих построений, легко получить соответствующие энергетические диаграммы расположения МО. На том же рисунке даны энергетические диаграммы и схемы размещения электронов на МО для разных циклов с различным количеством электронов и указаны классические предельные структуры соответствующих нейтральных молекул, свободных радикалов, катионов или анионов. Из этих схем могут быть сделаны следующие выводы. [c.67]

Взаимопревращение будет требовать не только вращения вокруг связи углерод — углерод, но и инверсии при одном атоме углерода. Поскольку эти процессы достаточно быстры для свободных радикалов, таких, какие мы по существу имеем здесь, их времена жизни могли бы быть величинами порядка 10" —10 с, необходимыми для объяснения наблюдаемых результатов. Для согласования результатов структура должна быть наименее устойчива. Хотя должны существовать также и различные триплетные состояния конформеров, большое время жизни триплетного состояния должно давать гарантию тому, что изомеризация произойдет. Вероятная энергетическая диаграмма представлена на рис. 16. [c.539]

На рис. 168 изобразите энергетическую диаграмму сгорания окиси углерода. [c.332]

При поглощении энергии в соответствии с формулой Планка (4.1) один или несколько электронов атома могут перейти на более высокие энергетические уровни. Такой атом называется возбужденным. В возбужденном атоме электроны занимают новые квантовые ячейки, уже не подчиняясь принципу минимальной энергии. Соответственно изменяются энергетические диаграммы и электронные формулы. Для примера на рис. 4.10 изображен переход атома углерода из основного состояния С— 8 2з 2р в возбужденное С —15 25 2р . [c.153]

Так, атом углерода, как показывает диаграмма энергетических уровней (рис. 5.6), имеет четыре устойчивые орбитали в -оболочке и четыре электрона, которые могут быть использованы для образования связи. Следовательно, атом углерода может образовать четыре ковалентные связи, соединившись с четырьмя атомами водорода, каждый из которых имеет одну устойчивую орбиталь (15-орбиталь) и один электрон [c.129]

Молекулярные орбитали группы СНг мы можем построить пз Четырех атомных орбиталей двух )5-орбиталей атомов водорода н двух гибридных орбиталей углерода, которые могут быть или 5р -типа. Тогда мы получим диаграмму энергетических [c.119]

Углерод. На рис. 8.3 показана диаграмма энергетических уровней углерода с наблюдаемыми между ними переходами. Поскольку в данном случае за пределами замкнутой оболочки [c.173]

Для роста любого микроорганизма необходимы источники углерода и энергии, В случае гетеротрофных микроорганизмов это одно соединение или смесь углеродсодержащих соединений, которые удовлетворяют обе эти потребности, У автотрофных микроорганизмов углеродные и энергетические субстраты различаются. Для гетеротрофных микроорганизмов и коэффициент выхода биомассы, и коэффициент выхода продукта зависят от распределения энергии и углерода между процессами анаболизма и катаболизма. На рис. 10,1 представлена диаграмма распределения потоков энергии и углерода при росте гетеротрофных микроорганизмов и образовании ими соответствующего [c.404]

Этот барьер можно представить графически, пользуясь рис. 7-1, который показывает относительные энергии реагирующих веществ и продуктов реакции. Диаграмма, изображенная на рис. 8-6, соответствует маршрутной карте в нашем примере с автомобильной поездкой. Эта диаграмма иллюстрирует реакцию между окисью углерода СО и двуокисью азота МОг с образованием двуокиси углерода СО и окиси азота N0. Горизонтальная ось диаграммы, называемая координатой реакции, отражает ход реакции. Продвигаясь слева направо по координате реакции, молекулы СО и N0 приближаются друг к другу, сталкиваются и проходят через промежуточные стадии реакции, которые приводят к образованию СОа и N0, и, наконец, происходит разделение последних двух молекул. По вертикальной оси откладывается общая потенциальная энергия системы. Таким образом, кривая описывает изменение потенциальной энергии во время столкновения, которое приводит к реакции. На преодоление потенциального энергетического барьера с целью осуществления реакции обычно расходуется кинетическая энергия сталкивающихся частиц, определяемая температурой. [c.198]

Теплота сгорания газообразного диметилового эфира, СН —О—СН3, с образованием диоксида углерода и жидкой воды равна -1461 кДж на 1 моль эфира, а) Вычислите стандартную теплоту образования диметилового эфира и сравните полученный результат со значением, приведенным в приложении 3. б) При помощи таблицы энергий связей вьиислите стандартную теплоту образовании диметилового эфира. Проиллюстрируйте ващи вычисления при помощи энергетической диаграммы типа изображенной на рис. 15-7 укажите на ней все энергетические уровни и энергетические переходы. Согласуется ли ваш ответ с ответом на вопрос (а) [c.42]

С помощью РЭ-спектров точно устанавливаются энергии НМО внутренних электронов, следовательно, определяется порядок заселения этих орбиталей, имеющих очень важное значение при правильном построении энергетических диаграмм молекул. Кроме того, РЭ-спектроскопия, как и рентгеновская спектроскопия, дает возможность исследовать степень ионности ковалентной связи. Образование химической связи между неодинаковыми атомами приводит к асимметрии результирующего электронного облака, которая изменяет эффективные заряды атомных остовов, в результате чего происходит сдвиг энергий АО. Только в методе РЭ-спектро-скопип энергетические сдвиги внутренних АО изучаются по Ь кин, испускаемых исследуемым веществом электронов. В табл. 16 приведены сдвиги энергий АО для кремния, алюминия, углерода и фосфора в некоторых твердых соединениях этих элементов по данным РЭ-спектроскопии. Положительные сдвиги соответствуют возникновению положительного эффективного заряда на атомах элемента, а сдвиги с отрицательным знаком (в сторону уменьшения энергии) свидетельствуют возникновению отрицательного эффективного заряда. [c.185]

Если молекула содержит два атома, один из которых кислород, например молекула СО. то а- и л-составляющие связи в этой молекуле являются двухцеитровыми. По методу мвлекулярных орбиталей образование тройной связи углерод—кислород в молекуле СО описывается энергетической диаграммой (рис. 44), сходной с диаграммой для моле- [c.129]

Точка X на энергетической диаграмме (см. рис. 2.3), характеризующей изменение свободной энергии в ходе реакции, соответствует наименее устойчивой конфигурации, через которую молекулы исходных веществ проходят на пути их превращения в продукты эта конфигурация носит название активированного комплекса, или, как его чаще называют, переходного состояния. Следует подчеркнуть, что переходное состояние - это очень неустойчивое состояние, через которое реагирующие молекулы проходят в процессе реакции, а не дискретная молекулярная форма, или промежуточное соединение, которое реально может быть определено и даже выделено (ср. разд. 2.3.4). Примером переходного состояния может служить состояние (1) при щелочном гидролизе бромметана, в ходе которого связь НО—С образуется еще до полного разрыва связи С—Вг, и три атома водорода, связанные с атомом углерода, проходят через конфигурацию, в которой все они лежат в одной плоскости (под прямым углом к плоскости бумаги) [c.47]

Монооксид углерода [оксид углерода(П) или угарный газ] имеет электронное строение, показанное на рис. 18.5. Молекула СО гетеронуклеарная, т. е. образована атомами двух разных химических элементов, поэтому энергетическая диаграмма расположения молекулярных орбиталей для гомоядерных молекул (см. рис. 11.19) к ней неприменима. В этом случае используют также другие обозначения молекулярных орбиталей по порядку нумеруют отдельно а- и отдельно л-орбитали, индексом п обозначают несвязывающие орбитали. При этих условиях запись электронной конфигурации молекулы СО имеет следующий вид [c.343]

В то же время мы считаем, что углеродные атомы защелкиваются на месте после такого случайного обмена, а поэтому результат дифракции рентгеновых лучей дает в среднем наиболее предпочтительные позиции. Это возможно, но поскольку такое движение или обмен представляется квантовомеханическим тоннелированием энергетического барьера и так как водородные атомы лежат очень низко на диаграмме энергетических уровней, то следует, что для водородных атомов тоннельный эффект значительно более вероятен, чем в случае атомов углерода. Конечно, использовавшаяся аппаратура могла позволить проследить только движение протонов, поскольку атомы не имеют магнитного момента. В течение многих лет мы считали, что атомы водорода связаны со специфическим углеродным атомом даль-тоновским крючком новой формы, но может случиться, что эта точка зрения приведет нас с слишком крайнему заключению. Движение протонов не подвергается сомнению, однако это не является достаточным доказательством свободного движения также и колец углерода. [c.63]

Обратимся теперь к мезомерному эффекту, или эффекту сопряжения. Здесь надо принять во внимание, что я-электроны двойной связи могут быть способны к миграции на заместитель X, а я-электроны от X должны будут мигрировать в область С=С-связи. В терминах метода МО это означает, что теперь нас интересуют разрешенные молекулярные орбитали не прежней двухцентровой системы С=С, а трехцентровой системы X—С=С. Полный 2ря-элек-тронный расчет заключается теперь в составлении детерминантного уравнения из трех строк и столбцов, очень похожего на уравнение (229), за исключением того, что кулоновский терм для атома заместителя будет иным, чем для атома углерода д. Уже указывалось, что в грубом приближении а является мерой ионизационного потенциала атома. Поэтому, во всяком случае для фтора и хлора, ах > с - счастью, однако, можно объяснить энергию молекулярных орбиталей не прибегая к прямому решению этого детерминантного уравнения. На рис. 25 слева приведены энергии при = 0. Физически это означает, что отсутствует делокализация электронов в заместителе и двойной связи. Так как > , энергия орбиталей атома X лежит ниже, чем для двойной связи. (Строго говоря, требуется, конечно, выполнение условия с + Р I х с Однако и это неравенство соблюдается почти всегда.) Теперь справа показано, что происходит, когда мы допускаем делокализацию и эффективно смешиваем орбитали, показанные слева. Общее правило [42] состоит в том, что при смешении такого рода энергии ведут себя так, как будто они отталкиваются друг от друга на энергетической диаграмме. Это означает, что энергия связи С=С е+ сдвигается вверх от энергии X что должно привести также к небольшому сдвигу вверх и е . В результате разность энергий е —е+ уменьшается. Таким образом, наблюдается сдвиг поглощения в красную, т. е. длинноволновую область. [c.94]

Если на орбитали рх находится электронная пара, то заместитель X будет л-донорным. Донорная орбиталь таких заместителей — это орбиталь, занятая неподеленной парой электронов. В большинстве случаев уровень орбитали рх У таких заместителей лежит ниже уровня ВЗМО бензола. Поэтому орбиталь рх на рис. 13.6. нужно перенести вниз и поместить между и ВЗМО бензола. Тогда резко возрастает энергетическая щель между сим-мегрич1шми разрйхляющими я -орбиталями бензола и орбиталью Рх, и поэтому взаимное возмущение их должно ослабиться. Если оно ослабилось до такой степени, что им можно пренебречь, то получится простая диаграмма, представленная на рис. 13,8. Из диаграммы видно, что высшей занятой МО в данном случае становится орбиталь 1 /2, плотность которой расположена главным образом на атомах углерода бензольного кольца (поскольку она ближе по энергии к орбитали бензола, чем к орбитали ру), тогда как на рис. 13.6 высшей занятой (при условии, что орбиталь рх заселена) была орбиталь плотность которой вьшге на заместителе X, чем в бензольном кольце. Следовательно, электро-фил будет атаковать не атом X, а ароматическое кольцо. Уровень ВЗМО /2 в бензоле с я-донорным заместителем вьпие, чем уровни щ или в незамещенном бензоле (рис. 13,7). Поэтому 440 [c.440]

Диаграмма энергетических уровней бутадиена уже приводилась на рис. 3. На рис. 4 показаны энотгии молекулярных орбиталей бутадиена, причем отмечена комбинация атомных орйггалей углерода с образованием этилена и комбинацгя двух этиленов с образованием бутадиена. Для настоящего обсуждения интерес представляют электронные переходы V - N (т. е. валентный из нормального ) или я—л переходы, которые обычно наиболее интенсивны в спектре поглощения. [c.600]

Мы можем обобщить рассмотрение в рамках теории МО, предположив, что атомы лигандов обладают и я-орбиталями. Такие я-орбитали могут перекрываться с dxy-, dy - и гж-орбиталями, как Это показано для гж-орбитали на рис. 23.10, Поэтому вместо только одного I2g-Ha6opa МО, которые являются чистыми -орбиталями, теперь появляются два набора. Положение этих наборов 2g-и -орбиталей на диаграмме энергетических уровней МО заметно меняется в зависимости от природы я-орбиталей лиганда. Наиболее важен достаточно общий случай, когда л -орбитали не заполнены и лежат выше по энергии, чем -орбитали металла. Такая ситуация возникает тогда, когда лигандами являются 1) фосфины, у которых вакантны Зс -орбитали атома фосфора 2) ионы N- и оксид углерода СО, где незаполненные л -орбитали — это разрыхляющие ря -орбитали. [c.424]

Эти экспериментальные данные лучше всего объясняются, если предположить, что в молекулярном поле низкой симметрии вырождение перехода Eg снимается. Относительные вращательные силы компонент зависят от групп при асимметрическом углероде. Диаграмма энергетических уровней приведена на рис. 5-19. Для аминокислот L-конфигурации компоненты и Г , полосы Eg(D4ft) имеют положительный и отрицательный эффекты Коттона, а переход AggiDi j), называемый далее ради краткости компонентой отрицателен [881. Для всех изученных аминокислот компонента обладает самой низкой энергией (компонента Fi), а Г = Fj. Для большинства перхлоратов в спектре КД доминирует Fj, причем Аз перекрыта краем полосы F, а Рд полностью [c.235]

Несколько сложнее процесс распада аустенита протекает в легированных сталях. Это объясняется тем, что перераспределение легирующих элементов протекает более медленно, так как коэффициент диффузии чужеродных металлических атомов в 10 —10 раз меньще, чем у углерода. Блантер [58], исходя из структурного и размерного соответствия [59], нащел, что из существующих карбидов наибольшее сходство с решеткой аустенита имеет цементит. Он предположил, что процесс распада может протекать в две стадии. Вначале реализуется диффузионное нерераспределение углерода в исходном легированном аустените и образуется промежуточная фаза цементитного типа. Изменение содержания легирующих элементов в фазах эвтек-тоида является вторичным процессом, частично накладывающимся во времени на основное превращение. Если условия эксперимента таковы, что успевает установиться равновесие, то перераспределение легирующих элементов приводит к образованию специального карбида (за счет обогащения промежуточной цементитной фазы легирующими элементами) и феррита, отвечающих по составу диаграмме состояния. Сейчас трудно установить, действительно ли образование промежуточных метастабильных карбидов цементитного типа связано с энергетической выгодой их образования в ориентированном положении относительно решетки аустенита (по сравнению со стабильными карбидами) или механизм процесса определяется одним лишь различием скоростей диффузии легирующих элементов и углерода. Вследствие сложности процесса эвтектоидного превращения в легированных сталях трудно ожидать, чтобы конечные продукты имели преимущественную ориентировку относительно исходного аустенита. Даже в простых углеродистых сталях попытки определить ориентировки продуктов превращения по отношению к решетке аустенита встречают трудности в связи с большим разбросом результатов. [c.342]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология