Валентные связи природа

После объяснения на основе квантовой механики природы химической связи в молекуле водорода были предприняты многочисленные попытки, с одной стороны, улучшить метод Гайтлера — Лондона, а с другой,— распространить его на другие, более сложные молекулы, что привело в итоге к созданию метода валентных связей ВС), [c.158]

Разность энергии активированного комплекса и средней энергии исходных молекул и есть энергия активации. Ее природа была объяснена Лондоном (1928 г.) на основе метода валентных связей. Энергетический барьер создается в результате взаимного отталкивания химически не соединенных атомов (см. разд. 2.5). Следует подчеркнуть, что переходное состояние благодаря максимальной энергии (см. ниже) является неустойчивым, поэтому оно не может быть отождествлено с химическим соединением в обычном смысле слова (к нему неприменимы в полной мере такие понятия, как валентные углы, межатомные расстояния п т. д.). Состав и строение активированных комплексов известны только для немногих наиболее детально изученных реакций. [c.220]

Многие важные экспериментальные данные, количественно характеризующие химические свойства твердых веществ, были получены исследователями процесса сорбции, т. е. процесса поглощения твердым веществом жидких, растворенных или газообразных веществ. Лэнгмюр (1915 г.) рассматривал химическую сорбцию, как химическую реакцию с участием твердого вещества, продуктом которой является мономолекулярный слой, состоящий из молекул или атомов сорбированного вещества, связанных с атомами поверхности твердого тела валентными связями. Этот взгляд на природу сорбционных соединений разделяли почти все позднейшие исследователи. [c.10]

Инфракрасная спектроскопия (ИКС). Исследуя колебательные спектры (с помощью инфракрасных лучей), можно установить пространственное строение молекулы и охарактеризовать природу химической связи, в частности, ее полярность, поляризуемость, кратность и др. Колебательный спектр молекулы определяют главным образом масса колеблющихся атомов и их группировок и жесткость валентной связи. Последняя характеризуется так называемой силовой константой к, выражаемой в дн/см или мдн/А. [c.176]

Два основных условия проявления высокоэластичности вполне отражают природу вещей. В реальной молекуле вполне свободного вращения звеньев вокруг валентных связей нет из-за обменных взаимодействий боковых атомов или групп. Дополнительное торможение свободного вращения происходит при взаимодействиях звеньев смежных цепей (при точном рассмотрении, по- видимому, достаточно учесть корреляцию взаимодействий трех соседних цепей). [c.124]

Силы притяжения между молекулами с насыщенными валентными связями могут иметь различную природу (природа этих связей еще мало изучена). Наиболее просто поддается количественному описанию сила взаимодействия (притяжение) между молекулами-диполями [c.107]

Современные представления о природе валентной связи основаны на положениях классической термодинамики и квантовой механики. Согласно этим представлениям валентная связь между атомами образуется из-за стремления их к энергетически более устойчивому состоянию, которому соответствует наименьший запас свободной энергии. Химическая связь возникает при взаимодействии электрических полей, создаваемых электронами и ядрами атомов, участвующих в образовании молекул. Характер этого взаимодействия оказалось возможным установить на основе представлений о строении атома и о корпускулярно-волновых свойствах электрона. [c.104]

С развитием квантовомеханических представлений о природе электрона и атома в теории химической связи сложились два метода валентных связей (ВС-метод) и молекулярных орбиталей (МО-метод). [c.24]

Теория молекулярных орбит. Невозможность достаточно полного описания свойств комплексов на основе теории валентных связей и теории кристаллического поля в значительной степени проистекает из-за того, что обе они исходят из абстрактного предположения о природе связи в комплексах (чисто ковалентная двухэлектронная связь типа ГайТлера—Лондона в теории валентных связей или чисто ионная связь в теории кристаллического поля). С другой стороны, в теории кристаллического поля адденды рассматривали, не принимая во внимание их электронную структуру. [c.258]

Значение водородной связи, которая широко распространена, велико в биологических и химических процессах. Существование Н-связи в воде определяет благоприятные условия для жизни на Земле. Эта связь существенна для структуры белков и многих других веществ, необходимых для всего живого. Возможность образования Н-связи параллельно с обычными валентными связями необходимо всегда учитывать при изучении строения веществ и их реакционной способности. Возникновение Н-связей, которое облегчает перенос протона, имеет существенное значение в кислотноосновном катализе, окислительно-восстановительных и многих подобных и важных в науке и технике процессах. Не случайно гак многочисленны в последние годы исследования, посвященные вопросам природы и механизма действия водородной связи. [c.128]

Характер электролитической диссоциации молекул веществ определяется полярностью их валентных связей. В соединениях типа Н I О Н связь между водородом и кислородом зависит от природы радикала К. Диссоциация амфотерных электролитов возможна по местам обеих связей (К ОНч= К++ОН , КО Н КО +Н + ), например [c.212]

На основе теории валентных связей (МЕС) и теории кристаллического поля (ТКП) невозможно достаточно полно описать свойства комплексных соединений. МВС, хотя и дает наглядное представление о химической связи между атомами, но ограничивается только качественными объяснениями. Не приводится интерпретация спектров комплексов и детальное объяснение магнитных свойств, не учитываются энергетические и другие факторы при образовании комплексов. Достоинство ТКП в возможности количественных расчетов и в сопоставлении теории с экспериментом, ио это сопоставление далеко не всегда на пользу ТКП. Для комплексов, в которых энергия делокализации играет значительную роль, например для систем, в которых существуют я-связи, электростатическая теория непригодна. ТКП не рассматривает электронную структуру лигандов и принимает их как неизменные частицы. Невозможность удовлетворительного описания свойств комплексов в МВС и ТКП в значительной степени связана с тем, что обе теории исходят из одностороннего и абстрактного предположения о природе связей в комплексах — чисто ковалентной (в МВС) или чисто ионной (в ТКП). Эти недостатки в известной мере преодолеваются в теории поля лигандов, которая использует метод молекулярных орбиталей (метод МО). [c.232]

Современная теория строения органических соединений для объяснения природы химических связей использует два основных метода метод молекулярных орбиталей и метод валентных связей (см. гл. И). Более наглядным является метод валентных связей, в котором исполь- [c.255]

I. Предмет электрохимии и ее задачи. Вся область химии пронизана явлениями, имеющими электрическую природу. Сюда относятся такие важнейшие процессы, как образование внутримолекулярных (валентных) связей, окислительно-восстановительные реакции, явления гидратации, ионизации в растворах, ассоциация, комплексообразование и т. д. Все это говорит о весьма широкой связи химических явлений с явлениями электрическими. [c.315]

Связи между макромолекулами, независимо от природы межмолекулярных сил, намного слабее, чем химические (валентные) связи, действующие вдоль макромолекулярных цепей. Этим объясняется возможность перемещения молекулярных цепей друг относительно друга, ориентации и дезориентации в зависимости от изменения температуры и действия внешних сил. [c.13]

Валентная связь. Вопрос о природе сил, которые вызывают образование химических соединений, возникал еще в начале XIX века., Однако тогда он не мог быть удовлетворительно разрешен., [c.86]

С позиций волновой механики ( 4 доп. 13) валентная связь осуществляется электронным облаком, характер распределения плотности которого между атомами и определяет природу связи. Общая плотность валентного электронного облака не обязательно должна точно соответствовать двум, четырем или шести электронам, т. е. действительный порядок (р) ковалентной связи может более или менее отклоняться от ее целочисленной кратности (1, 2 или 3). Это имеет место тогда, когда общая плотность валентного электронного облака либо увеличивается (за счет облака свободных электронов одного из атомов или облака соседней валентной связи), либо умень-щается (в результате присвоения части валентного электронного облака одним из атомов или соседней валентной связью). Подобные смещения электронных облаков в молекулах часто обозначают изогнутыми стрелками. Изложенное может быть иллюстрировано следующими схемами [c.93]

Как уже отмечалось ( 4), характер электролитической диссоциации той или иной молекулы в значительной степени предопределяется полярностями ее валентных связей. Но полярность связи между какими-нибудь элементами не является неизменным их свойством, а более или менее сильно зависит также от других элементов, соединенных с каждым из данных. Например, полярность связи водорода с кислородом в соединениях типа ROH существенно зависит от химической природы атома или радикала R. Если последний характеризуется сильно выраженными металлическими свойствами, связь между ним и кислородом резко полярна (до перехода в ионный тип), тогда как связь О—Н в этом случае малополярна. Наоборот, если атом или радикал R обладает резко выраженными металлоидными свойствами, связь между ним и кислородом малополярна, а связь О—Н становится резко выраженной полярной. Грубо говоря, характер каждой из обеих связей определяется относительной легкостью оттягивания кислородом электронов от R и от Н. [c.172]

Нельзя сказать, чтобы исследования химических свойств этих соединений и теоретический анализ природы связи дали четкий ответ на вопрос, как же распределены электроны, например, во фторидах ксенона. Трудности применения методов молекулярных орбиталей и валентных связей обусловлены большим числом электронов в атомах ксенона и трудностью даже приближенного вычисления волновых функций. Все же большинство авторов, занимавшихся этой проблемой, считают, что низкие потенциалы ионизации инертных газов облегчают перенос заряда от атома ксенона к атому фтора, и поэтому в галогенидах инертных газов атом инертного газа является донором, а атом фтора или другого галогена — акцептором электрона. [c.199]

Взаимодействие между комплексообразователем и лигандами, природу связи между ними объясняют с помощью различных методов метода валентных связей (см. гл.З 3.2), метода молекулярных орбиталей (см. гл. 3 3.6) и, наконец, с помощью электростатической теории, рассматривающей взаимодействие химических частиц как взаимодействие жестких шаров, обладающих определенным электрическим зарядом. Электростатическая теория развилась в теорию кристалличе- [c.158]

Кун, Марк и Гут считали, что гибкость углеводородной цепи обусловливается, в основном, вращением одних участков цепи относительно других вокруг ординарной валентной связи, соединяющей соседние атомы углерода. Они полагали, что вращение вокруг связей С—С в макромолекуле может происходить свободно, благодаря чему углеводородные цепи, подобно гибким нитям, могут принимать любую форму, допускаемую постоянством валентного угла. Однако вращение вокруг связи С—С возможно только тогда, когда будет преодолен некоторый энергетический барьер, зависящий от природы атомов, из которых построена цепь. Влияние природы атомов можно рассмотреть на примере хлористого этилена. [c.182]

Созданная А. Вернером координационная теория комплексных соединений базировалась на представлении о главной и побочной валентностях, или (как ее теперь называют) на координационной связи, природу которой Вернер не сумел определить, так как в то время не было известно электронное строение атома. [c.378]

В настоящее время природу координационной связи можно описать тремя методами методом валентных связей, теории кристаллического поля и методом молекулярных орбиталей. Суть двух из них была изложена в общем виде в гл. 6 Химическая связь . Здесь мы остановимся на применении этих теорий к объяснению связи в координационных соединениях. [c.378]

Интерпретация целочисленных дискретных значений валентности химических элементов неразрывно связана с выявлением природы химической связи. Поэтому иногда говорят о валентной связи. Однако для правильного понимания рассматриваемого вопроса [c.74]

Зависимость характера валентной связи Э—Г от природы образующего данный галид элемента определяется прежде всего его положением в периодической системе. Из рис. ХУ-8 на примере связей Э—Г видно, что переход Э по малому периоду слева направо (вертикальный разрез рисунка) сопровождается быстрым уменьшением полярности связи р. Та же закономерность сохраняется для начал и концов больших периодов. В последних элементы левых подгрупп (ряды аналогов 1—7) всегда характеризуются большей полярностью связи Э—Г, чем соответствующие им элементы правых подгрупп (ряды 11 —17), причем различие проявляется тем резче, чем ниже валентность Э. По мере повышения главного квантового числа п, т. е. при переходе по подгруппе сверху вниз, в рядах аналогов 1—7 происходит закономерное увеличение полярности связи Э—Г, тогда как в рядах 11—17 обычно наблюдается ее максимум для элементов 5 периода. В общем можно сказать, что галогениды с наибольшей полярностью св 1зи отвечают элементам левой и нижней части, а с наименьшей полярностью — элементам правой и верхней части развернутой формы периодической системы. [c.480]

Физическая природа ковалентной связи в твердых телах та же, что и в молекулах. Сила притяжения возникает в результате концентрации электронного облака вдоль прямых, соединяющих соседние ядра. Типичными примерами кристаллов с почти чистой ковалентной связью являются кристаллы алмаза, кремния, германия, карбида кремния (Si ). Все они имеют структуру алмаза , показанную на рис. 2 ее следует сравнить со структурой молекулы метана (рис. 17). В решетке типа алмаза ребра элементарной ячейки не совпадают с направлением валентных связей. [c.46]

Впервые В, Гейтлер и Ф. Лондон (1927) объяснили природу сил в молекуле водорода. В 30-х годах эти идеи были развиты Слейтером и Полингом для многоатомных молекул. Их представления легли в основу метода валентных связей. Параллельно с указанным плодотворно развивается другой подход к объяснению ковалентной связи, получивший название метода молекулярных орбиталей (Г унд, Милликен, Хюккель, Леннард-Джонс, Коулсон). [c.107]

Краткие основы теории молекулярных орбиталей. Метод валентных связей, давая наглядное представление об образовании и структуре многоатомных частиц, не всегда объясняет ряд свойств веществ, например спектральные и магнитные характеристики, природу образующихся связей, вклад неспаренных электронов в образование связей. Многие из этих факторов получают удовлетворительное объяснение при использовании другого подхода к объяснению и расчету ковалентной связи, получившего название теории, или метода, молекулярных орбиталей (ММО). [c.66]

Механизм образования комплексных соединений, прежде всего взаимодействие между комплексообразователем и лигандами, природа связи между ними, в современной химии описывается с помощью различных квантовомеханических методов — метода валентных связей, электростатических представлений (теории кристаллического поля), метода молекулярных орбиталей и теории поля лигандов. [c.167]

Метод валентных связей (МВС) объясняет взаимодействие между комплексообразователем и лигандами как донорно-акцепторное за счет пар электронов, поставляемых лигандами. При этом орбитали центрального атома, участвующие в образовании связи, подвергаются гибридизации. Тип гибридизации определяется как электронной структурой комплексообразователя, так и числом, природой и электронной структурой лигандов. Гибридизация электронных орбиталей комплексообразователя в свою очередь определяет геометрию комплекса. При образовании комплекса под влиянием лигандов может меняться характер распределения электронов на [c.167]

В заключение мы хотели бы подчеркнуть общность природы особенностей исключенного объема для многих областей химии. Проблемы, связанные с укладкой без самопересечений разнообразных семейств графов на решетке, часто встречаются в статистической механике допустимые семейства просто определяются с помощью различных моделей, например моделей Изинга, моделей льда и моделей сегнетоэлектриков. (См. различные обзоры в [55] . ) Проблемы электронной структуры также могут обсуждаться в рамках подобных моделей, в особенности для протяженных молекул или кристаллов. Плодотворность применения теории графов наиболее успешно иллюстрируется тг-электронными моделями как моделью Хюккеля (см., например, [56]), так и моделями, подобными методу валентных связей (см., например, [57—61]). В меньшей степени осознано, что такой формализм применим к общим коррелированным описаниям локализованных центров (как в работах [62, 63]) и даже в неэмпирических расчетах. Между такими различными проблемами имеются общие аналогии [c.496]

Таким образом, углы между валентными связями в зависимости от природы элементов меняются, но в сравнительно узких пределах. [c.164]

Предполагается, гго адсорбционные силы, удерживающие хюлекулы ингибитора на поверхности металла, по своей природе могут быть физическими (силы электростатического сцепления, так называемые- Ван-дер-Ваальса) или химическими (валентной связью, образованной за счет пар свободных электронов, имеющихся в атомах азота, серы, кислорода, входящих в состав функциональной Пзуппы ингибитора). Первая связь является менее прочной и характеризуется малыми теплотами адсорбции. Пленка ингибитора, образованная за счет физической адсорбции, служит лишь барьером межд) металлом и афессивной средой и может быть легко удалена с [c.114]

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — взаимодействие двух элек-тронейтральных молекул, вызываемое силами притяжения или отталкивания. Межмолекулярные силы притяжения, называемые иногда силами Ван дер Ваальса, много слабее валентных сил, но именно М. в. обусловливает откло нения от законов идеальных газов, переходы от газообразного состояния к жидкому, существование молекулярных кристаллов, явления переноса (диффузия, вязкость, теплопроводность), тушение люминесценции, уширение спектральных линий, адсорбции и др. М. в. всегда представляет собой первую стадию элементарного акта химической бимолекулярной реакции. При больших расстояниях между молекулами, когда их электронные оболочки не перекрываются, преобладают силы притяжения при малых расстояниях преобладают силы отталкивания. Короткодействующие силы имеют ту же природу, что и силы химической (валентной) связи и возникают при условии, когда электронные оболочки молекул сильно перекрываются. Частным случаем М. в. является водородная связь. М. в. определяет агрегатное состояние вещества и некоторые физические свойства соединений. [c.157]

Метод валентных связей постепенно заменяется методом молекулярных орбиталей, который становится ведущим методом теоретического исследования строения молекул во многих областях химии, в частности в органической химии. Однако использование этого метода МО, даже в его простейшей форме ЛКАО (линейной комбинации атомных орбиталей), для трактовки природы молекул неорганических соединений еще только начинает приобретать всеобъемлющее значение как в научных исследованиях, так и в педагогической практике. Все сказанное делает понятным огромный интерес химиков, в особенности xи икoв-пeдaгoгoв, к современным воззрениям в неорганической химии. К сожалению, очень мало руководств или монографий на русском языке, излагающих новейшие теоретические представления о природе строения неорганических молекул и пути развития современной неорганической химии. [c.6]

Кроме длины и энергии важными характеристиками химической связи являются насыщаемость и направленность. Однако эти свойства присущи лишь ковалентной связи. Ионная связь, природа которой обусловлена ненасыщенным и пространственно симметричным электростатическим полем центрального иона, ненасыщена и не имеет какого-либо определенного направления. Насыщаемость ковалентной связи выражается в ограничении числа валентных связей, которые может дать данный атом. Например, азот притягивает три атома водорода с образованием молекул ЫНз, молекул же МН4, ЫН5 и т. д. не существует. Согласно квантово-механическим соображениям в образовании связи могут участвовать только неспаренные электроны атома число их определяет валентность элемента. В простых случаях число неспаренных электронов в атоме находится с помощью принципа Паули и правила Гунда, в более сложных рассматривается возможность гибридизации волновых функций. Направленность связей объясняет стереохимию молекул, которая начала развиваться после того как Ле-Бель и Вант-Гофф (1874) выдвинули важнейший тезис о тетраэдрическом расположении валентностей углерода. [c.18]

У1читывая небольшое количество часов, отведенное в учебном плане курсу квантовой химии, мы останавливаемся лишь на основных вопросах теории, а так на наиболее распространенных подходах к задачам расчета молекул. Общность природы химической связи любых соединений позволяет не выделять разделы, относящиеся только к неорганической или органической химии. В книге не описывается метод валентных связей, хотя в последнее время теоретики снова стали проявлять к нему интерес. В то же время в курс введена такая нетрадиционная тема, как симметрия молекул, с кратким изложением элементов теории групп, позво--ляющей рассматривать многие свойства молекул и кристаллов с общих позиций. Появление главы, посвященной электронной теории твердого тела, связано с необходимостью знакомства студентов с новой областью химической науки — квантовой химией твердого тела. [c.7]

Молекулы азота N2 очень прочны. Даже при 3000 °С степень диссоциации молекул N2 на атомы достигает всего лишь 0,1 %. По методу валентных связей прочность молекулы N2 можно объяснить образованием трех ковалентных связей (одной ст и двух л), поскольку в каждом атоме азота на энергетическом 2р-подуровне есть три неспаренных электрона (см. рис. И.З). При невысоких температурах азот химически инертен. Именно поэтому в природе устойчивы молекулы N2. При температуре более 300 °С азот энергично взаимодействует с литием, образуя нитрид LI3N. При более высоких температурах — с магнием, алюминием и некоторыми другими металлами и неметаллами, образуя нитриды (см. IX.3). [c.277]

Таким образом, валентные силы имеют не магнитную, а электрическую природу. Однако необходимым условием проявления этих сил является наличие антипараллель-ных спинов обоих электронов, ведущее к замыканию их магнитных полей друг на друга. Наглядной аналогией может служить работа автомобильного мотора создаваемая им тяга достигается за счет сгорания бензина, но оно возможно лишь при наличии системы зажигания. Следовательно, основная идея Льюиса о роли образования электронных пар в возникновении валентных связей между атомами полностью сохраняет свое значение. [c.92]

Взаимодействие между комплексообразователем и лигандами, природу связи, между ними объясняют с помсццью различных методов метода валентных связей (см. гл. Ill, 2), метода молекулярных орбиталей (см. гл. III, 6) и, наконец, с помощью электростатической теории, рассматривающей взаимодействие химических частиц как взаимодействие жестких шаров, обладающих определенным электрическим зарядом. Электростатическая теория развилась в теорию кристаллического поля, которая, в свою очередь, в сочетании с методом молекулярных орбиталей дала наиболее полную теорию связи в комплексах — теорию поля лигандов. [c.121]

Все сведения о строении и свойствах объектов химии (молекул, радикалов, комплексов, кристаллов и т. п.) в принципе могут быть получены решением уравнения Шрёдингера для соответствующих, систем ядер и электронов. Однако точное решение уравнения Шрёдингера для всех интересующих химию систем — молекул, радикалов, комплексов и т. п. — наталкивается на практически непреодолимые математические трудности Поэтому квантовая химия, как правило, использует приближенные расчетные методы, а также по-луколичественные и качественные. Даже получаемая квантовой химией качественная информация о строении и свойствах веществ имеет принципиальное значение для химии. При разработке таких приближенных методов основываются не только на математических соображениях (при подборе вида исходной волновой функции), но и на фактическом материале химии. Квантовая химия в основном рассматривает стационарное состояние системы из электронов и ядер (входящих в состав молекулы, радикала и т. п.), для которого характерен минимум энергии. В настоящее время главная заслуга квантовой химии заключается в раскрытии природы химической связи. Наибольшее распространение получили два квантово-химических способа приближенного расчета систем из ядер и электронов, отвечающих химическим объектам, — метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей. В обоих ме- [c.88]

Вышепроведенное краткое рассмотрение природы координационной связи является упрощенным и лишь в качественной форме отражает реальную картину. Наиболее распространенными являются три подхода к пониманию природы химической связи в координационных соединениях металлов теория кристаллического поля, метод валентных связей и теория молекулярных орбиталей. [c.189]

По представлениям волновой механики ( 4 доп. 5) валентная связь осуществляется электронным облаком, характер распределения плотности которого между атомами и определяет природу связи. Общая плотность валентного электронного облака не обязательно должна точно соответствовать двум, четырем пли шести электронам, т.е. действительный порядок (р) ковалентной связи может более или менее отклоняться от ее целочисловой кратности (1, 2 или 3). [c.79]

Учение о строении вещества (строение электронных оболочек атомов, строение молекул, жидкостей, растворов, твердых веществ раиличной природы) один из важнейших разделов теоретической и жспериментальной химии, цель которого—вскрытие первичных причин химических свойств и превращений. Составными частями этого учения являются теория химической связи и теория валентности, а практическими инструментами — приближенные методы решения волнового уравнения Э. Шредингера—теория валентных связей (ВС) и молекулярных орбиталей (МО). [c.187]