Кислород угол валентности

Кислород. Угол валентности кислорода стал предметом исследований с тех пор, как на основании соображений относительно дипольного момента Дебай нашел, что вода не может иметь линейную структуру, которая молчаливо для нее предполагалась ранее. Паулинг (1931 г.) нашел с помощью волновой механики. [c.182]

Одновалентный атом имеет только одну орбиталь, которая может участвовать в образовании связи, но атомы с валентностью 2 и более должны образовывать связи, используя по крайней мере две орбитали. Так, атом кислорода имеет две наполовину заселенные орбитали, определяющие его валентность, равную двум. Кислород образует простые связи за счет перекрывания этих орбиталей с орбиталями двух других атомов. Согласно принципу максимального перекрывания, ядра этих двух атомов должны образовывать с ядром кислорода угол 90°, так как в образовании связи участвуют р-орбитали кислорода, расположенные взаимно перпендикулярно. Аналогичным образом следовало бы ожидать, что при образовании трех простых связей у атома азота, имеющего три взаимно перпендикулярные р-орбитали, углы между связями должны составлять 90°. Однако в действительности наблюдаемые величины валентных углов отличаются так, в молекуле воды они составляют 104°27, в молекуле аммиака — 106°46 [5], а в спиртах и простых эфирах углы еще больше (табл. 1.5). Этот вопрос будет обсуждаться в разд. 1.11 здесь же важно отметить, что ковалентные соединения действительно имеют определенные углы между связями, и хотя атомы постоянно колеблются, средние положения для каждой молекулы данного соединения остаются неизменными. [c.19]

Иногда, основываясь на сведениях о, валентности атомов и форме их электронных облаков, можно предположить ту или иную конфигурацию молекулы. Например, в молекуле воды у атома кислорода два валентных электрона находятся в двух разных 2р-состояниях (скажем, в 2рж и 2р ). Форма их электронных облаков такова, что наилучшее перекрывание с электронными облаками атомов водорода (а следовательно, и наибольшая энергия связи) наблюдается в том случае, когда угол между связями ОН составляет 90° (что приблизительно соответствует экспериментальным данным). Оценка эта, разумеется, приближенная, так как при этом не учитываются отталкивание между атомами водорода, и деформация электронных облаков, которая при расчете некоторых молекул оказывается решающим фактором. [c.86]

При образовании молекул воды также имеет место гибридизация атомных орбиталей кислорода, но валентный угол отличается от тетраэдрического (104,5° вместо тетраэдрического 109,5°). Это связано с неравноценностью состояния электронов, окружающих атом кислорода в молекуле воды. Изобразим формулы метана и воды по Льюису [c.25]

Гидроксильные связи молекулы воды образуются в результате слияния ls-электронного облака водорода с 2р-электронными облаками кислорода. р-Электронные облака распределены по трем перпендикулярным осям (см. рис. 3), поэтому максимальное перекрывание областей происходит, когда атомы водорода располагаются по двум перпендикулярным направлениям (рис. 5), так что возникшие связи должны будут образовать прямой угол. Валентный угол, определенный экспериментально, является тупым (105°) отклонение может быть вызвано присутствием непо- [c.25]

Галоидирование. Катализаторы, наиболее часто применяющиеся для хлорирования металлическое железо, окись меди, бром, сера, иод, галоиды железа, сурьмы, олова, мышьяка, фосфора, алюминия и меди растительный и животный уголь, активированный боксит и другие глины. Большинство этих катализаторов является носителями галоидов. Так, Fe, Sb и Р в галоидных соединениях способны существовать в двух валентных состояниях в присутствии свободного хлора они поочередно присоединяют и отдают хлор в активной форме. Аналогично иод, бром и сера образуют с хлором неустойчивые соединения. Катализаторы броми-рования подобны катализаторам хлорирования. Для иодирования наилучшим ускорителем служит фосфор. Для проведения процесса фторирования катализатор не требуется. В присутствии кислорода галоидирование замедляется. [c.329]

Энергия связи 51—О (461 33 кДж/моль) гораздо выше, чем у связей С—С и С—О (335 4-356 кДж/моль), а ее полярность 1 = (4,35,0) 10 ° Кл-м намного меньше вычисленной из электроотрицательностей кремния и кислорода, хотя и выше полярности связи С—О [д, = (3,03,7) 10 ° Кл-м. Длина связи (0,163 нм) ца (Ц)2 нм меньше суммы ковалентных радиусов 51 и О. В силоксанах угол связи 51—О—51 (130—160°) значительно больше обычного валентного угла кислорода в 5/ -гибридизации (109°) и не является жестким. Электронодонорные свойства кислорода в них заметно ослаблены по сравнению с их углеродными аналогами. Эти аномалии объясняются участием р-электронов си-локсанового кислорода и вакантных З -орбиталей кремния в Рл — л-сопряжении, которое усиливается под влиянием электроноакцепторных и ослабляется под влиянием электронодонорных заместителей у кремния. Оно не препятствует свободному вращению вокруг связи 51—О, потенциальный барьер которого очень мал (не более нескольких десятых килоджоуля на моль). В цикло- [c.462]

Рис. 13-14. Простая модель образования связей в Н2О, в которой используются только 2р-орбитали кислорода. Согласно такой модели, валентный угол Н—О—Н должен быть равен 90°.

По мере перехода к молекулам, центральный атом в которых имеет все большие размеры, электроны на валентных орбиталях в среднем располагаются все дальше друг от друга. Поэтому межэлектронные отталкивания оказывают все меньшее влияние на форму молекул. Например, атом серы имеет больший эффективный размер, чем атом кислорода, а атомные спектры свидетельствуют о том, что межэлектронное отталкивание для валентных орбиталей серы значительно меньше, чем для валентных орбиталей кислорода. По-видимому, по этой причине валентный угол Н—S—Н в молекуле сероводорода H S равен 92°, что намного ближе к значению 90% предсказываемому в рамках модели связывания, основанной на перекрывании (Зр + lsl-орбиталей (рис. 13-17). Очевидно, отталкивание двух связывающих электронных пар в H2S значительно меньше отталкивания двух связывающих электронных пар в HjO. [c.564]

В табл. 5 приведены экспериментально найденные валентные углы для некоторых соединений, в которых центральный атом принадлежит элементу, находящемуся в двух- или трехвалентном состоянии (атомы кислорода, серы, азота). Эти данные могут иллюстрировать сказанное выше. Для сероводорода, у которого связи Н—8 очень слабо полярны, угол между направлениями связей (а) равен 92°33, а для воды, вследствие значительной полярности связи Н—О, под действием взаимного [c.73]

Чтобы убедиться в больших возможностях квантовомеханических методов, рассмотрим молекулы более сложного состава и строения, а также соединения с некоторыми особыми свойствами. При этом надо всегда помнить, что многие свойства веществ вообще становятся понятными лишь на основе представлений квантовой механики (например, валентный угол, магнитные свойства кислорода). [c.88]

Однако экспериментально определенный валентный угол в этих молекулах, как правило, несколько больше. Это можно объяснить взаимным отталкиванием не связанных непосредственно между собой атомов, а также гибридизацией атомных волновых функций кислорода или азота (табл. А.9). [c.91]

При угловой структуре радикала спектр ЭПР в зависимости от общего числа электронов в системе и анизотропии образца имеет характерный вид, позволяя определять спиновую плотность на центральном атоме и оценивать валентный угол. Так, например, для радикала NO2 было получено значение валентного угла 133°, совпадающее в пределах ошибок с установленным прямыми экспериментальными методами (134°). В ион-радикале СО2" идентифицированном методом спектроскопии ЭПР в облученном формиате натрия, локализация неспаренного электрона на оказалась больше сравнительно с N в NO2 , что соответствует большему значению валентного угла (ближе к 180°). Эти выводы согласуются с особенностями реакционной способности этих частиц большая склонность ион-радикала O2 к димеризации, присоединение водорода к атому углерода, а не к кислороду, как в радикале NO2, и т. д. [c.69]

СТОЯНИЙ. Третий пик при 3,12 А отвечает минимальному расстоянию между атомами кремния, т. о. расстоянию между центрами двух тетраэдров 8104. Угол между валентными связями кислорода (угол 8т—0—51) несколько меняется, поскольку тетраэдры поворачиваются и вращаются в разные стороиы друг относительно друга. Поэтому существует и разброс значений межатомных расстояний 81 —5 . Другие пики отвечают расстояниям между следующими атомами - 4,15 А — расстояние меж- [c.193]

Поскольку валентный угол кислородной связи лишь ненамного превышает 90°, движению атома кислорода в валентном колебании ОН в направлении, указанном стрелкой, будет несколько препятствовать межаксиальное отталкивание, что приведет к увеличению силовой константы и частоты. В случае со--единения с экваториальным заместителем (II), где гидроксильная группа может обладать практически любой ориентацией относительно связи С—О, подобного эффекта не наблюдается. [c.173]

Однако невозможно изменить валентный угол ССС, не изменяя одновременно гибридизацию орбиталей углеродного атома, направленных в сторону атома кислорода. При валентном угле, меньшем 120°, содержание s-компоненты в этой орбитали должно было бы увеличиваться и соответственно длина связи СО должна была бы уменьшаться. Многие химики предпочитают интерпретировать изменения v O при изменении размеров цикла именно с этой точки зрения. Хелл и Збинден [36] составили таблицы многочисленных данных для циклических систем, на основании которых пришли к заключению, что наблюдаемые значения частот довольно хорош о коррелируются с величинами скоростей гидролиза и что изменение гибридизации является основным фактором в изменении частот. Дешемпс [37] пришел к аналогичному выводу, сравнивая значения v O фульвеновых кетонов с порядком связи, вычисленным по методу ЛКАО , хотя он указал также на некоторые расхождения, которые не могут быть объяснены с помощью этого метода. [c.144]

Вполне определенные и важные данные получены теперь на основании измерений диффракции электронов в окиси хлора, диметил эфире, диоксане и а-метилгидроксиламине, — во всех этих четырех соединениях угол найден равным приблизительно 111 zt 4° (Сеттон и Броквей, 1935 г. Броквей и др. 1935 г.). Несколько меньшее значение было опубликовано для окиси фтора (Берш, 1935 г.), но оно не является вполне надежным. Благодаря малой рассеивающей способности атома водорода пары воды не являются сами по себе удобным объектом для изучения по методу диффракции электронов. После пересмотра приводимых результатов в первый момент может показаться, что естественный угол валентности кислорода приближается больше к значению, соответствующему тетраэдрической структуре, чем к величине 90°, предлагаемой П аулингом. Этот вывод не может быть, однако, полностью оправдан. [c.183]

Расстояние между атомами хлора в окиси хлора было найдено равным 2,82 А, т. е. оно значительно меньше наименьшего расстояния между двумя свободными атомами хлора, т. е. атомами хлора, не связанными друг с другом, подобно тому как это имеет место в кристаллах. Также и в диметилэфире расстояние между центрами двух несвязанных друг с другом атомов углерода составляет только 2,39 А, в то время как минимальное расстояние при наибольшем сближении атомов составляет нормально около 3,4 А. Отсюда ясно, что в этих соединениях действуют силы, сближающие два соединенные с кислородом атома больше, чем это могло бы быть нормально. Другими словами, фактический угол валентности кислорода (около 111°) является некоторым компромиссом между естественным углом, который меньше, и тенденцией двух несвязанных атомов к отталкиванию. Известный на основании спектроскопических данных угол для воды в 105° также может быть обусловлен отталкиванием между двумя атомами водорода. Существенно, что в сероводороде угол валентности серы немногим больше 90°, между тем как она, будучи большим атомом, могла бы удерживать атомы водорода дальше друг от друга. [c.183]

Следует отметить, что в дифенилэфирах и родственных им соединениях угол валентности кислорода определенно больше, чем соответствовало бы тетраэдрической структуре. Это доказано с помощью диффракции электронов и дипольных моментов. Здесь действуют специфические обстоятельства, связанные со свойствами фенильной группы. [c.183]

При образовании молекул воды также имеет место sp -гибри-дизация атомных орбиталей кислорода, но валентный угол отли- [c.34]

В предыдущем разделе уже указывалось, что результаты химических и физических исследований согласуются лишь с изогнутой конфигурацией молекулы воды и органических производных этого типа — спиртов, эфиров, ацеталей и т. д. Из инфракрасных и микроволновых спектров для молекулы воды выводится угол валентностей у кислорода, равный 105°3, и межъядерные расстояния О—Н = = 0,957 А, Н—Н — 2,2 A. С этим согласуется и найденный дипольный момент (1,84 D) парообразной воды. [c.179]

Как указывалось (см. рис. 50), молекула воды имеет угловую форму, что согласно теории валентных связен соответствует sp -гибридному состо шию атома кислорода. В молекуле HjO две sp -гибридные орбитали атома кислорода участвуют в образовании двух связей О — Н. На диух других 5/5 -гибридных орбиталях расположены две несвязывающие электронные пары (см. рис. 50). Валентный угол в молекуле воды НОН составляет 104,5°. [c.311]

Молекула Н .0 образуется из атома кислорода и двух атомов водорода. Атом кислорода имеет два иеснареииых р-электрона, которые занимают две орбитали, расположенные под углом 90° друг к другу. Атомы водорода имеют 15-электроны, Угол между связями образоват1Ыми р-электронамн должен быть близок к углу между облаками р-алектроиов, т. е. к 90°. Таким образом, метод валентных связей объясняет угловую форму молекулы Н2О. В действительности угол между связями в Н2О несколько больше 90°, он равен 104,5° (рис. 1,35). Разница обусловлена рядом причин, главной из которых является участие в образова П1и связи также- -электронов атома кислорода (это подробно рассмотрено ниже). [c.84]

Методом дифракции электронов было установлено, что атомы кислорода в молекуле озона не располагаются на одной прямой и валентный угол равен 127°. Длины связей О—О о.чмшковы и равны 0,127 нм, т. е. имеют средние значение между длинами ор.ишарной (0,132 нм) и двойной (0,110 нм) связей. [c.27]

В оксосиликатах и SiOa, а также в кремнийорганических соединениях валентный угол SiOSi изменяется от 131 до 180°, т. е. он ближе к 180, чем к 90°. Этот факт дает основание считать, что атом кислорода находится,в состоянии sp-гибридизации. Стабилизация [c.477]

В свободном атоме кислорода электронная конфигурация 2-го от ядра слоя такова 25 , 2рг , 2р/, 2рх при этом плотность заряда 25 пары электронов распределена по сфере около внутренней электронной оболочки, а плотность заряда 2рг , 2ру, 2р электронов распределяется симметрично около взаимно перпендикулярных осей X, у, г. При связывании двух атомов водорода 2ру-, 2рж-орбн-талями угол 90° увеличивается вследствие электростатического отталкивания, и это возмущение приводит к увеличению гибридизации, Валентный угол, соответствующий минимуму потенциальной энергии молекулы, при участии х-электронов в валентном состоянии, проходящий через максимальную электронную плотность, уве- [c.8]

Вернемся к рассмотрению пространственной структуры молекулы воды. При ее образовании происходит sp -гибридизация атомных орбиталей кислорода. Именно поэтому валентный угол НОН в молекуле Н2О (104,5°) близок не к 90°, н к тетраэдрическому углу ( 109,5°). Небольшое отличие этого угла от 109,5° 10ЖН0 понять, если принять во внимание неравноценность состояния электрон- ibix об.,1аков, окружающих атом кислорода в молекуле воды. В самом деле, в молекуле метана все восемь электронов, занимающие в атоме углерода гибрид- [c.138]

Кроме этого, сама силоксановая связь отличается особенностями электронного строения. Орбитали кремния под влиянием заместителей могут становиться более сжатыми или более диффузными, в зависимости от знака и величины эффективного заряда атома. Это сказывается на электронном распределении и участии валентных Зз-, Зр- и Зй-орбиталей <ремния в электронной структуре и свойствах силоксановой группировки. В зависимости от природы заместителя у атома кремния и структуры соединения валентный угол мостикового атома кислорода в группировке 81-О-81 изменяется от 86° до 180°. [c.595]

Смотреть страницы где упоминается термин Кислород угол валентности: [c.119] [c.127] [c.294] [c.146] [c.185] [c.57] [c.183] [c.346] [c.497] [c.182] [c.253] [c.497] [c.138] [c.353] [c.339] [c.494] [c.101] [c.215] [c.103] [c.69] [c.180]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология