Гибридизация понятие

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]

I видимому, Л. Больцман. Тем не менее, большинство моделей этих систем детерминистские по своей сути. Другой недостаток, препятствующий моделированию сложных систем - стремление к описанию их на уровне взаимодействия элементарных частей системы. В сложных системах процессы являются стохастическими. Детерминированность таких систем кажущаяся. Квантовая теория изменила представления об атомах и молекулах. Одно из крупнейших достижений физики и химии XX века - теория гибридизации Л. Полинга, обычно понимается довольно узко как образование сложных электронных оболочек, хотя истинный смысл этой теории в том, что реальный атом в молекуле и изолированный атом таблицы Менделеева - разные вещества. То же относится к молекулам молекула в почве, лаборатории и организме - разные объекты. Состояние вещества зависит от среды. Природные геохимические и биогеохимические системы - почвы, нефти, водные биоценозы состоят из бесконечного числа компонентов. В природе нет и не может быть абсолютно чистого вещества. Понятие чистого вещества противоречит понятию памяти сред. В дальнейшем будет показано непостоянство закона постоянства состава. Кроме того, для таких систем характерны законы квантовой. логики. В конечном счете, это приводит к замыканию макромира таких систем [c.22]

В начале настоящей главы мы расскажем о том, как атомы могут объединяться в молекулы. Рассмотрев различные типы связей, которые существуют в органических соединениях, мы обсудим теорию молекулярных орбиталей и применение этой теории для описания связей в некоторых малых молекулах. Затем мы перейдем к теории отталкивания электронных пар валентной оболочки и к понятию гибридизации, которые помогут нам представить образование связей в более сложных молекулах. Далее мы кратко расскажем о том, как структуры Льюиса используются для представления органических молекул. Часть этого рассказа будет посвящена расчету заряда ( формального заряда ) на атомах в молекулах. Наконец, мы остановимся на очень важной для понимания строения и реакций органических соединений теории резонанса. [c.27]

В книге много математических формул. Возможно, одним читателям это покажется недостатком, другим же, наоборот — достоинством. На наш взгляд, спор о том, сколько химику математики надо, — отчасти схоластический. Времена, когда математические потребности химика сводились к рудиментарному владению латинским и греческим алфавитами, безвозвратно канули в Лету. И потому каждый, кто захочет по-настоящему разобраться в современной структурной химии, рано или поздно сталкивается с необходимостью перейти от сугубо качественных рассуждений к более строгой теории или, по крайней мере, уяснить, какое физико-математическое содержание, какая модель стоит за такими широко используемыми ныне понятиями, как орбиталь, гибридизация, конфигурация и т. д. Мы надеемся, что книжка поможет, хотя бы отчасти, разобраться в этом. [c.4]

Необходимо раскрыть содержание термина энергия связи . Схема потенциальной энергии произвольной А—В-связи в многоатомной молекуле (рис. 4.1) служит для объяснения данного понятия. Для многоэлектронных атомов, как было отмечено выше, следует учитывать, что валентное состояние может лежать выше соответствующего основного состояния. Если в таком случае два атома находятся в своих основных состояниях, то никакой связи между ними возникнуть не может если же они сближаются друг с другом, то их потенциальная энергия будет возрастать. На определенном межатомном расстоянии потенциальная энергия системы будет приближаться к энергии атомов в валентных состояниях (рис. 4.1, пунктирная линия), и может произойти переход к связанному состоянию. Поэтому внутренняя энергия связи Е равна разности энергий основного молекулярного состояния и валентного состояния, соответствующего бесконечному расстоянию между атомами. Энергия диссоциации О меньше Е на величину энергии нулевых колебаний /lv/2 н на сумму Р энергий перехода, гибридизации, полярного и стерического упорядочения, необходимых для достижения валентного состояния. Разность между энергией нулевых колебаний и максимумом кривой потенциальной энергии равна [c.100]

В качестве второго примера применения метода МО обсудим в общих чертах молекулу СН4, которая уже упоминалась в связи с изучением метода валентных связей, где с привлечением понятия гибридизация для нее получена тетраэдрическая структура. Четыре атомные 1з-орбитали 1 л, -фг, 1 3з, и я )4 четырех атомов водорода можно комбинировать различными способами (табл. А.11). Если атомы водорода расположены по углам тетраэдра, то полученные четыре комбинации (рис. А.41) имеют такую же симметрию, как и четыре атомных состояния , р , Ру, Рг центрального атома углерода. Поэтому при линейной комбинации этих четырех волновых функций углерода с волновыми функциями четырех атомов водорода получается очень хорошее перекрыва- [c.98]

Электроотрицательность по Полингу, хотя она и зависит от многих молекулярных параметров (гибридизации орбиталей, заряда атомов и т. д.), хорошо помогает при ориентации в обширной области химии, занимающейся изучением химической связи. Поэтому полезно познакомиться с этим понятием как можно раньше. [c.105]

Понятие гибридизации АО было введено Л. Полингом и Дж. Слейтером. Это было обусловлено необходимостью объяснения в рамках метода ВС таких явлений, как локализованный характер связей и их направленность в пространстве, в частности, эквивалентность связей С—И и тетраэдрическая геометрия молекулы метана. Хотя в соответствии с современными представлениями геометрия молекулы СН обусловлена не гибридизацией, 0, а отталкиванием ядер атомов водорода, молено говорить о взаимосвязи мел<ду расположением ядер и распределением электронной плотности. [c.27]

Известно, что если в атоме имеется две или более орбиталей с одинаковой энергией, то уравнению Шредингера удовлетворяет их линейная комбинация (см. стр. 35). При использовании понятия о гибридизации предполагают, что это приближенно справедливо и для орбиталей, энергия которых не равна, но раз,1]И-чается не сильно. Волновые функции гибридных орбиталей представляют собой линейные комбинации орбиталей различных состояний электрона в рассматриваемом атоме. Разберем построение этих функций для наиболее простого случая — гибридизации двух орбиталей атома, скажем, 5- и р ,-орбиталей. [c.163]

Гибридизация орбиталей валентных электронов характерна не только для соединений углерода. Необходимость в использовании понятия о гибридизации возникает всякий раз, когда несколько связей образуются электронами, которые в атомах принадлежат к различным оболочкам, не очень сильно отличающимся по энергии (значительное различие энергий электронов препятствует гибридизации). [c.166]

Аналогично при помощи понятий об sp -гибридизации объясняется структура молекулы NH3. Электронное строение этой молекулы мо- [c.168]

Понятие о гибридизации атомных орбиталей с- и л-связи. Геометрические формы молекул. Полярные и неполярные молекулы. [c.41]

Таким образом, представления о гибридизации служат скорее средством условного описания, а не теоретического прогнозирования геометрической структуры. Тем не менее тесная связь представлений о гибридизации АО с фундаментальным понятием ЛМО и универсальность принципа максимального перекрывания являются обоснованием применения. этих представлений. [c.396]

Представления о гибридизации атомных орбиталей, определяющей направление валентных орбиталей и, следовательно, химических связей в молекуле, были введены Л. Полингом в 30-х годах нашего столетия. Понятие гибридизации орбиталей тесно связано с понятием о так называемых локализованных МО. [c.137]

Тем не менее тесная связь представлений о гибридизации АО с фундаментальным понятием ЛМО и универсальность принципа максимального перекрывания являются обоснованием применения этих представлений для качественного описания и анализа геометрической структуры молекул. [c.150]

В основе понятия гибридизации лежит представление о том, что общая волновая функция многоцентровой молекулы (представленная определителем, содержащим атомную орбиталь) не изменится, если молекулярные орбитали подвергнуть линейному ортогональному преобразованию. Следовательно, не изменяя общей волновой функции, можно найти такие молекулярные орбитали, которые будут сосредоточены на отдельных химических связях. [c.114]

Устраняется это противоречие введением понятия о гибридизации (см. 1.12). Для углерода известно несколько состояний гибридизации. При 5/7 -гибридизации смешиваются друг с другом облака одного -электрона и трех р-электронов, в результате возникают четыре одинаковых 5р -гибридных облака (орбитали), направлен- [c.225]

Квантовомеханический расчет подобной системы на примере образования молекулы Нг впервые был выполнен в 1927 г. Гейт-лером и Лондоном, которые стали, таким образом, основоположниками метода ВС, в дальнейшем развитого Л. Полингом, который ввел понятие о гибридизации атомных орбиталей. [c.111]

Форма этих молекул объясняется лучше, если привлечь более сложные понятия гибридизации орбиталей. Кратко изложим их для случая атома углерода. [c.66]

С момента своего возникновения квантовая химия была связана главным образом с изучением электронного строения молекул, т.е. электронного распределения в стационарных состояниях, а также состава входящих в волновую функцию молекулярных орбиталей, взаимного расположения уровней энергии занятых и виртуальных орбиталей и т.п. Были предприняты многочисленные попытки интерпретировать такие понятия классической теории, как валентность, химическая связь, кратность химической связи и др. Одновременно были введены и многие новые понятия, такие как гибридизация, а- и л-связи, трехцентровые связи и т.д., часть из которых прочно вошла в язык современной химической науки, тогда как другие оказались менее удачными и сейчас уже хорошо забыты. К тому же и содержание большинства понятий, возникающих внутри квантовой химии, заметно трансформировалось с течением времени. В квантовой химии было введено большое число различных корреляций между экспериментально наблюдаемыми для вещества и вычисляемыми для отдельных молекул величинами. Сама по себе химия является в существенной степени корреляционной наукой, базирующейся прежде всего на установлении соответствия между свойствами соединений и их строением и последующем предсказании требуемой информации для других соединений. По этой причине богатейший набор информации о строении, в том числе электронном строении соединений, предоставляемый квантовой химией, оказался как нельзя кстати для дальнейшего активного развития химической науки. Так, на основе квантовохимических представлений была развита качественная теория реакционной способности молекул, были сформулированы правила сохранения орбитальной симметрии, сыгравшие важную роль при исследовании и интерпретации реакций химических соединений. [c.4]

Наиболее стабильные молекулы можно описать одной-единственной валентной структурой, и, следовательно, должен существовать способ отобразить ее одной-единственной волновой функцией метода валентных схем. Однако чтобы сделать это, необходимо ввести в теорию химической связи два новых понятия. Одно из них — это концепция валентного состояния атома и второе — гибридизация орбиталей. Гибридизация уже была рассмотрена в рамках метода молекулярных орбиталей, однако она будет рассмотрена также и в методе валентных схем, так как именно здесь она и была впервые введена. [c.298]

Важно, чтобы к концу главы у читателя создалось ясное представление о гибридизации, структурах Льюиса и резонансе. К этим понятиям нам неоднократно придется обращаться в последующем изложении. [c.27]

Следует заметить, что координационная химия углерода развита пока не совершенно как правило, химическое поведение углеродного атома описывается терминами разных валентных состояний зр-, зр -, зр -гибридизации волновых водородоподобных функций. Однако понятие координационного числа помогает вскрыть новые закономерности в изменении межатомных расстояний С С связи. И если ранее в обычной структурной химии углерода координационные числа, большие четырех, вообще не допускались тем не менее сейчас уже твердо установлено что в полимерном углероде встречаются и координационные числа углеродных атомов, равные 4, 5 и 6, причем [c.6]

Молекулы ВеХг, например ВеСЬ, имеют линейное строение, которое наиболее просто и наглядно следует из рассмотрения ее строения методом отталкивания электронных пар валентной оболочки или с привлечением понятия ар-гибридизации орбиталей в атоме бериллия (см. разд. 4.5.5 и 4.5.6). [c.389]

Понятие о гибридизации позволяет уяснить некоторые особенности в структуре молекул МНз (см. рнс. 5.3) и НаО (рис. 5.6, б), для которых возможна хр -гибридизация. В гибридизации орбита-лей атома азота могут принимать участие три электрона иа 2р-орбитали и иеподеленная электронная пара 25-состояння [c.103]

Энергия ионизации и сродство к электрону могут быть вычислены квантово-механическим путем для конкретных оболочек атомов, т. е. с учетом степени гибридизации связей и заселенности орбиталей. В связи с этим все шире используется понятие орбитальной электроотрицательности (ОЭО), с помощью которого оценивается способность атома в молекуле к притяжению электрона на данную орбиталь. Целесообразность использования ОЭО становится понятной, если учесть, что ЭО атома в разном окружении (в разных молекулах или сложных радикалах) неодинакова. Л1етод ЭО позволяет рассчитать эффективные заряды, которые определяются только нормальными валентными связями атомов. В случае дополнительных эффектов (водородные связи, трансвлияние, дативное взаимодействие и т. п.) вычисленные значения зарядов атомов могут существенно отличаться от экспериментальных. [c.20]

Гиллеспи, по нашему мнению, не имеет принципиальных преимуществ перед концепцией гибридизации в методе локализованных пар и не всегда ее предсказания верны Наконец, всегда остается возможность оценить конфигурацию молекз лы сравнительным методом, основанным на периодическом законе, и это один из наиболёе надежных способов. Тем же методом вполне удовлетворительно оцениваются и межъядерные равновесные расстояния [к-42]. Можно также переносить значения длины связи из простейших мадгекул в более сложные, если не требуется высокой точности. Часто длину связи оценивают как сумму так называемых ковалентных радиусов атомов + Так как изолированных атомов в молекуле не существует, естественно, что понятие атомных радиусов является чисто эмпирическим. Разделив пополам межъядерное расстояние в гомонуклеарных двухатомных молекулах С12, Вг2, Гд и других или в кристаллах элементов С, 81 и других, находят радиусы атомов С1, Вг, I, С, 81 и др. В эти величины вводят эмпирические поправки, как, например, в Лд или, для лучшего согласия с опытными значениями Гдв Так получена система ковалентных радиусов Полинга. Для соединений с заметной полярностью связи используют формулу Шумейкера — Стивенсона [c.203]

Ч. А. Коулсон, — это наука экспериментальная, в которой окончательная модель построена на основе элементарных понятий. Роль квантовой химии—усвоить эти понятия и показать, каковы существенные черты поведения химических систем... Всякое приемлемое объяснение должно быть дано с точки зрения отталкивания между несвязывающими электронами, дисперсионных сил между ядрами атомов, гибридизации орбит и ионного характера. Совершенно не имеет значения, если в крайнем случае ни одно из этих понятий не будет охарактеризовано точно, поскольку химия сама действует па некотором уровне глубины [17, с. 169]. [c.98]

Прострг нствеиное строение молекул. Понятие гибридизации. Различают линейное, угловое (уголковое), плоское и неплоское строение молекул. Линейное строение имеют двухатомные молекулы типа и АВ [c.44]

В качественной теории МО получаемые в результате приближенных решений уравнения Шрёдингера молекулярные орбитали многоатомных молекул являются в общем случае многоцентровыми функциями — линейными комбинациями АО нескольких атомных центров. Такое описание не связано прямо с понятием химической связи в структурной теории, где связь представляет собой локальное свойство, относящееся к двум соседним атомам. Можно преобра 5овать атолшые орбитали таким образом, чтобы придать им направленность, характерную для конфигурации образуемых данным атомом химических связей, и на основе этих новых (гибридных) АО подойти к описанию и прогнозированию геометрии молекул. Представления о гибридизации атомных орбиталей были введены в 30-х годах нашего столетия Л. Полингом. Понятие о гибридизации орбиталей тесно связано с понятием [c.381]

Раскройте сущность понятий алкан , -гибридизация , цепная реакция , галогсинрованне , нитрование . [c.326]

Первое существ, достижение теоретич. К. расчет энергии иоиных кристаллов, выполненный в 1918-19 М. Борном и А. Ланде. В 1926-27 были созданы системы кристаллохим. ионных и атомных радиусов (В. Гольдшмидт, Л. Полинг). На основе концепции ионных радиусов В. Гольдшмидт в 1925-32 объяснил явления морфотропии, изоморфизма и полиморфизма. В 1927-32 Полинг сформулировал осн. принципы строения ионных кристаллов, ввел представления о балансе валентных усилий связей, понятия атомных орбита-лей и гибридизации, развил теорию плотной упаковки атомов в кристаллах. [c.536]

Впервые понятие о гибридизации было введено для объяснения структуры молекул органических веществ. Как было показано, в молекулах ненасыщенных углеводородов возможна р- и р -г ибри-дизация, а для насыщенных — р -гибридизация. За счет этого происходит значительный выигрыш в энергии при образовании связи вследствие более полного перекрывания гибридных орбиталей орбиталями соседних атомов. При переходе от исходных к гибридным орбиталям полнота перекрывания заметно увеличивается в последовательности 5р < р <8р. Это проявляется в соответствующем упрочнении связи и в изменении ее длины (табл. 4). [c.59]

Нредставлениями о гибридных АО в органической химии пользуются очень широко, поскольку при этом сохраняется главная и самая прршлекательная особенность теории МО связь между двумя атомами образуется взаимодействием только двух, а не трех АО. Так за счет усложнения удается сохранить просто1у теории МО. Введение понятия гибридизации не обусловлено ни математической, ни физической необходимостью, а продиктовано лишь желанием найти наиболее простое описание связи. [c.37]

Все атомные орбитали, рассмотренные выше, были либо пелаправлен-ными (например, х-орбитали), либо направленными друг к другу под углом 90° (например, р-орбитали). Однако для того, чтобы объяснить геометрию, например, метана, мы должны были допустить наличие электронов на орбиталях, расположенных под углами 109,5° друг к другу Это значение угла между орбиталями можно объяснить, используя другое понятие — гибридизацию. [c.48]

Одно из существ, св-в К. с.-ее насыщаемость при ограниченном числе валентных электронов в областях между ядрами образуется ограниченное число электронных пар вблизи каждого атома. Именно это число тесно связано с традиц. понятием валентности атома в молекуле. Др. важное св-во К. с.-ее направленность в пространстве, проявляющаяся в примерно одинаковом геом. строении родственных по составу мол. фрагментов. Напр., фрагмент СН2 в разл. насыщ. углеводородах имеет примерно одно и то же строение. Направленность К. с. часто связывают с гибридизацией атомных орбиталей, из к-рых составляется мол. орбиталь, отвечающая К. с. [c.420]

Классич. теория хим. строения и первонач. электронные представления оказались не в состоянии удовлетворительно описать на языке структурных ф-л строение мн. соед., напр, ароматических. Совр. теория связи в орг. соед. основана гл. обр. на понятии орбиталей и использует молекулярных орбиталей методы. Интенсивно развиваются квантовохим. методы, объективность к-рых определяется тем, что в их основе лежит аппарат квантовой механики, единственно пригодный для изучения явлений микромира. Методы мол. орбиталей в О. х. развивались от тостого метода Хюккеля к валентных связей методу, ЛКЛО-приближению и др. Широко используются представления о гибридизации атомных орбиталей. Этап проникновения орбитальных концепций в О.х. открыла резонанса теория Л. Полинга (1931-33) и далее работы К. Фукуи, Вудворда и Р. Хофмана о роли граничных орбиталей в определении направления хим. р-щга. Теория резонанса до сих пор широко используется в О. X, как метод описания строения одной молекулы набором канонич. структур с одинаковым положением ядер, но с разньтм распределением электронов. [c.398]

Каков общий вцд волновых функций атома водорода Что такое гибридизация и как понятие гибридизации связано с вырождением состояний электрона, находящегося в поле ато1 1Ного ядра [c.375]