Теория электронно-химическая

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА. КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ АТОМА [c.48]

РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ — химическая теория, развивающая и обобщающая классическую теорию химического строения на основании химических фактов и принципов квантовой механики. Большой вклад в развитие Р. т. внесли Л. Полинг, Г. Вейль, Э. Гюккель и др. Необходимость усовершенствования классической структурной теории возникла в связи с неспособностью этой теории удовлетворительно объяснить свойства ароматических и большинства ненасыщенных соединений. Химическая связь в молекулах органических соединений может быть не только чисто простой, двойной и тройной, как это изображают классические структурные формулы, но и промежуточного типа, т. е. возможна делокализация электронов химических связей. Наблю- [c.212]

Наряду с описанными разрабатываются и другие теории гетерогенного катализа — электронно-химическая теория, теория цепных реакций и др. В работах последних лет механизм действия некоторых полупроводниковых и металлических катализаторов рассматривается в связи с возможными переходами электронов между различными поверхностными электронными энергетическими уровнями, отвечающими различным состояниям катализатора. [c.498]

Согласно теории химического строения А. М. Бутлерова каждая молекула имеет строго определенную структуру. Эта теория указала химические методы, с помощью которых можно установить строение молекул. Химические методы применяются и сейчас, но они все более уступают место физическим методам, которые дают возможность изучать особенности строения молекул, не определяемые химическими способами (точные значения межатомных расстояний и валентных углов, распределение электронной плотности в молекуле и др.). [c.66]

В преподавании органической химии в настоящее время обучение строится на основе современной теории строения, которая слагается из трех теорий бутлеровской теории химического строения и двух дополняющих и развивающих ее теорий — электронной теории и теории пространственного строения. Это обусловлено введением в курс органической химии сложных понятий, связанных с квантовомеханическими и стереохимическими представлениями, часть которых приобретена учащимися еще в курсе неорганической химии. [c.243]

Заслугой теории электронно-каталитических процессов Волькенштейна является привлечение квантово-механической теории для раскрытия механизмов, лежащих в основе химических реакций. Ближайшее будущее покажет, насколько такие концепции близки к истине. [c.163]

Электронно-химическая теория катализа. Эта теория является наиболее современной, но еще нуждается в серьезной доработке. В ней делается попытка объяснить механизм катализа с точки зрения электронных уровней внутри кристаллов катализаторов и па пх понерхности. Идея о том, что свободные электроны металла являются причиной каталитической активности, в свое время была предложена А. В. Писаржевским с сотрудниками. Электрические свойства поверхности катализатора оказывают существенное влияние на химические связи адсорбированных или ориентированных молекул, вызывая их деформацию и тем самым облегчая разрыв и перестройку этих связей. [c.165]

МёталлыГГл авные металлические катализаторы, применяемые в промышленности, находятся в VIII группе периодической системы и представляют собой, таким образом, переходные элементы, у которых электронные уровни М, id и 5d заполнены полностью или почти полностью. Согласно одной из теорий, электроны адсорбированных молекул могут заполнить свободные уровни в незаполненных оболочках, что обусловливает химическую связь. Что происходит далее, зависит от условий процесса. Детальный химический механизм реакций (например, реакций синтеза аммиака или восстановления водородом), катализаторами которых служат металлы, пока является только умозрительным. [c.313]

Роль отдачи и присоединения электронов в образовании химической связи впервые рассмотрена немецким ученым Косселем в 1916 г. В том же году американским ученым Льюисом предложена теория образования химической связи с помощью электронных пар, одновременно принадлежащих двум атомам. На базе работ Косселя и Льюиса развилось современное учение о химической связи. [c.74]

Даже из краткого курса химии видно, что и в настоящее время химия находится в непрерывном развитии. К особенностям современной химии можно отнести более глубокое раскрытие основных законов и развитие теоретических ее основ (законов поведения электронов в атомах и молекулах, теории химической связи, разработка методов расчета структур молекул и твердых тел, теории скоростей химических реакций, растворов и электрохимических процессов и др.). [c.431]

В настоящее время есть все основания считать теорию Бутлерова фундаментальной общехимической теорией строения химических соединений и зависимости свойств их от химического строения. Эта теория — продолжение и развитие атомно-молекулярного учения Ломоносова, являющегося фундаментом всей химии. Спустя столетие после создания теории Бутлерова в результате успешного приложения к химическим объектам методов теоретической и экспериментальной физики стали глубже и полнее понимать само химическое строение. Сегодня химическое строение — это не только порядок валентной связи атомов и их взаимное влияние в веществе, но и направления и прочность связей, межатомные расстояния, распределение плотности электронного облака, эффективные заряды атомов, и т. п. Химическое строение в первую очередь определяется характером химической связи между атомами, связанными непосредственно друг с другом. Поэтому основу теории химического строения составляет учение о химической связи. [c.12]

Электрон должен быть доминирующим фактором в химической теории, н нужно искать объяснения химическим явлениям, пользуясь представлениями теории электронов. [c.31]

Как отмечалось в предыдущем разделе, в молекулах в результате взаимного влияния происходят электронные смещения Реальные свойства молекул, связей, таким образом, зависят от перераспределения электронной плотности и ее величины на каждом атоме Предсказание свойств молекул, связей, следовательно, связано со способностью предсказания распределения электронной плотности на качественном или количественном уровне Количественная оценка распределения электронной плотности связана, в первую очередь, с квантово-химическими расчетами, а также другими подходами (см главу ХУП) Качественная теория взаимного влияния атомов в молекуле, теория электронных эффектов, развитая Льюисом, Лоури и Ингольдом [10], оказалась весьма удобным и простым инструментом в решении задач структура - свойства , особенно полезна она в методических целях, хотя в последние годы ее популярность стала падать, совершенно напрасно, по нашему мнению [c.86]

Теоретической основой курса органической химии является современная теория строения органических веществ. Она включает в себя теорию химического строения А. М. Бутлерова, теорию электронного строения веществ и вопросы стереохимии. Теория строения органических веществ базируется на изученных ранее электронных представлениях, развивает и углубляет их с учетом особенностей содержания курса органической химии, а также уровня подготовленности учащихся. [c.252]

Важная особенность книги — последовательное использование методов теории групп. При этом автор вполне обоснованно не тратит много времени на формальную теорию и излагает ее необходимые элементы в тех разделах, где онн непосредственно требуются. В частности, элементы теории групп вращений обсуждаются вместе с теорией вращательных спектров молекул и теорией электронного строения атомов. В заключительной главе книги теория групп используется ири рассмотрении механизмов химических реакций в связи с обобщением правил Вудворда — Хоффмана, Достаточную и [c.5]

Поверхности потенциальной энергии. Выше мы рассмотрели газокинетическую теорию столкновений, в которой фактически не учитываются межмолекулярные силы, действующие между реагирующими молекулами. Первоначальная задача более совершенной теории элементарных химических процессов заключается в решении вопроса о зависимости потенциальной энергии сталкивающихся молекул от координат всех составляющих их атомов. Например, в случае реакций двухатомной молекулы АВ с атомом С необходимо знать энергию системы А + В + С при любых взаимных положениях трех атомов. В общем случае этот вопрос необходимо решить не только для основного, но и для возбужденных электронных состояний. Если общее число атомов системы равно Н, то потенциальная энергия их взаимодействия е будет зависеть от ЗЫ—6 координат атомов (в случае линейной системы — от ЗМ—5 координат), которые обозначим буквами Хи Хг,.-, Хзл - - Задача, таким образом, за- [c.135]

Излагаются основы квантовой механики и теории электронной оболочки атома. Рассматривается электронное строение двухатомных и многоатомных молекул. Специальные главы посвящены сопряженным системам, комплексным соединениям, связям в металлических и. неметаллических твердых телах, водородной связи и некоторым другим видам химических связей. [c.4]

Предлагаемая книга, написанная известным английским специалистом в области квантовой химии, рассчитана в основном на химиков, желающих познакомиться с теорией электронного строения молекул на основе квантовой механики. Главное достоинство книги заключается в том, что в ней автору удалось в очень ясной и доступной форме изложить многие сложные вопросы квантовой теории молекул. Книга ие требует от читателя ни предварительного знания квантовой механики, ни специальной математической подготовки необходимо знание только курса общей физики и математики в объеме программ химических факультетов. В двух первых главах в весьма доступной форме автор излагает основы квантовой механики, а также теории строения атомов и тем самым дает начинающему читателю сведения, необходимые для изучения дальнейших глав. [c.5]

Каков же механизм возникновения адгезионной связи между полимерным покрытием и металлической поверхностью Существует несколько теорий, различным образом трактующих природу этого явления. За рубежом главным образом придерживаются адсорбционной теории, разработанной Н. А. Дебройном, который рассматривает адгезионную связь как адсорбционную. По мнению советских ученых [36], адсорбционная теория ошибочна по своей сути, поскольку теория адгезии должна охватывать любые основные факторы, влияющие на величину адгезии, между тем адсорбционные явления не всегда сопутствуют возникновению адгезионной связи. По наиболее современным представлениям, развитым Б. В. Дерягиным, Н. А. Кротовой, В. П. Смилгой [36], адгезия во всех случаях является результатом межмолекулярного взаимодействия поверхностей разнородных материалов и обусловливается силами химической связи, или силами Ван-дер-Ваальса. Поэтому нельзя противопоставлять электронную теорию адгезии химической теории. [c.29]

Метод валентных связей. Представления об образовании молекулы водорода, развитые Гейтлером и Лондоном, были распространены и на более сложные молекулы. На этой основе возникла теория образования химических связей, которая получила название метода валентных связей. Этот метод основан на представлении о том, что атомы в молекуле удерживаются посредством одной или нескольких электронных пар, причем эти связи тем прочнее, чем в большей степени перекрываются электронные облака взаимодействуюших атомов. Обычно большая степень перекрывания электронных облаков наблюдается на прямой, соединяющей центры атомов. Комбинации двухэлектронных двухцентровых связей, которые отражают электронную структуру молекулы, называют валентными схема.ии. [c.47]

Структура пассивной пленки на сплавах, как и пассивной пленки вообще, была описана и теорией оксидной пленки и адсорбционной теорией. В соответствии с оксидно-пленочной теорией, защитные оксидные пленки формируются на сплавах с содержанием легирующего компонента выше критического, а незащитные — на сплавах ниже критического состава. В случае преимущественного окисления пассивной составляющей сплава, например хрома, защитные оксиды (такие как СГаОз) формируются, только если содержание хрома в сплаве превышает определенный уровень. Эта точка зрения не позволяет делать никаких количественных прогнозов, а тот факт, что пассивная пленка на нержавеющих сталях может быть катодно восстановлена и не соответствовать стехиометрическому составу, остается необъясненным. Согласно адсорбционной теории, в водной среде кислород хемо-сорбируется на Сг—Ре-сплавах выше критического состава, обеспечивая пассивность, но на сплавах ниже критического состава он реагирует с образованием непассивирующей оксидной пленки. Насколько данный сплав благоприятствует образованию хемосорбционной пленки или пленки продуктов реакции, зависит от электронной конфигурации поверхности сплава, особенно от взаимодействия -электронов. Так называемая теория электронной конфигурации ставит в связь критические составы с благоприятной конфигурацией -электронов, обеспечивающей хемосорбцию и пассивность. Теория объясняет природу взаимодействия электронов, определяющую, какой из компонентов придает сплаву данные химические свойства, например, почему свойства никеля преобладают над свойствами меди в медно-никелевых сплавах, содержащих более 30—40 % N1. [c.91]

Для идентификации многокомпонентных органических систем обычно используется сочетание нескольких методов, например, фракционирование методов ЯМР-, УФ-, ИК -спектроскопии и хроматографии, масспектрометрии [11,12] Существенным недостатком известных методик является трудоемкость, длительность и неоднозначность результатов анализа. До последнего времени применению методов электронной абсорбционной спектроскопии препятствовало отсутствие теории электронных спектров таких систем, главным образом из- за их сложности ( рис 4 1). Для исследования таких объектов требуются новые методы. Предлагаемый в данной работе подход относится к ( ю-номенологическим методам, т к. система, поглощающая излучение, рассматривается как единое целое, а максимумы спектров и электронные переходы во внимание не принимаются. Такое необычное направление в электронной спектроскопии определено нами, как электронная феноменологическая спектроскопия (ЭФС). Вещество изучаегся как единое це юе, без разделения его спектра на характеристические частоты или длины волн отдельных функциональных групп или компонентов системы. Известно, что электронное строение веществ определяет его физико-химические свойства [13]. В свою очередь, электронные спектры также определяются конфигурацией электронных оболочек [14]. [c.64]

В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер создали механику атомных и молекулярных систем, которая получила широкое применение в атомной и молекулярной физике. Необходимое дополнение в квантовую механику внес Паули, разработавший теорию электронных спинов. Это явилось фундаментом, на котором с учетом известного правила несовместимости (запрет Паули в атоме не может быть двух электронов, обладающих 4 одинаковыми квантовыми числами) было построено учение о химических силах, в принципе позволяющее понять и описать образование химических соединений. Сначала удалось интерп )етировать устойчивость электронных оболочек атомов инертных газов, благодаря чему нашло исчерпывающее объяснение понятие электровалентной связи, лежащее в основе теории Косселя. Затем получила квантово-механическое истолкование и ковалентная связь. Гейтлером и Лондоном было показано, что связь двух атомов в молекуле водорода может быть объяснена чисто электростатическими силами, если для этого использовать квантовую механику. Силы, связывающие два атома и два электрона, возникают благодаря тому, что оба электрона имеют антипараллельные спины и с большой степенью вероятности находятся между двумя атомными ядрами насыщаемость химических связей объясняется принципом Паули. Таким образом, представления Льюиса получили исчерпывающее физическое обоснование. [c.24]

В настоящее время имеется целый ряд теорий, объясняющих строение активных центров и явление гетерогенного катализа в целом. Наиболее обоснованными из них являются мультиплетная теория А. А, Баландина теория активных ансамблей Н, И, Кобозева электронно-химическая теория С, 3, Рогннского, [c.164]

В. В. Марковников, Н. А. Меншуткин, А. Кекуле и др. Значительные успехи физики и химии в конце XIX и на протяжении XX вв. оказали огромное влияние на развитие X. с. т. во всех ее направлениях. Особенно большое значение для развития X. с. т. имело электронное истолкование природы химической связи, а теория электронных смещений является прямым дальнейшим развитием класспческой теории химического строения органических веществ. Одновременно X. с. т. развивается в связи с возникновением квантовой химии. Но несмотря на новые пути развития X. с. т. в старой, классической форме не потеряла своего значения для установления химической природы и порядка связи во всяком новом органическом соединении. [c.275]

В учебнике планомерно проводится мысль, что органическая реакция — это взаимодействие электрофила и нуклеофила с участием катализатора и растворителя. Поэтому первостепенной задачей при рассмотрении механизма реакции является выявление реакционных центров и направления перемещения электронной плотности в реагентах, Для более полного решения этой задачи характеристике классов предшесгвует краткое рассмотрение таких вопросов, как природа химической связи, классификация реагентов и реакций, теория электронных смещений, общие закономерности органической реакции. [c.5]

Из доквантовых представлений следует остановиться на теории образования, химической связи Льюиса, В 1916 г. он развил представления, в которых химическая связь рассматривалась как результат образования общей электронной пары между двумя атомами. В общую электронную пару каладый атом вносит по одному электрону. Этот тип связи получил название ковалентной. Ниже показаны схемы образования химических связей в молекулах Нг, Рг, КНз и СН4. Электроны, принадлежащие различным атомам, обозначены различными символами [c.91]

Образ нашего мышления в органической химии меняется в соответствии с усложнением используемых нами модельных представлений. Представление молекул в виде твердых шарообразных атомов, связанных друг с другом стержнями, было и остается важным в работе химика-органика. Однако, чтобы понять механизмы многих реакций, необходимо более усложненное представление молекул, которое дается теорией электронных пар Льюиса, очень успешно развитой английскими химиками сэром Робертом Робинсоном и сэром Кристофером Ингольдом. Для обозначения смещений электронов в ходе химической реакции были использованы изогнутые стрелки, что привело к значительно лучшему пониманию тех факторов, которые контролируют химические реакции. Американский ученый Лайнус Полинг и другие авторы развили теорию резонанса, показав важность рационального подхода, основанного на всеобще применимом пиктографическом языке. Интеллектуальной основой современной органической теории в значительной мере является использование канонических форм или резонансных гибридов наряду с широким применением изогнутых стрелок. Немного парадоксально, что Р. Б. Вудвард, первейший мастер расставления стрелок в реакциях, оказался главным движителем в развитии картинами мыслимой орбитальной теории. Ряд реакций (в частности, циклоприсоединение типа реакции Дильса-Альдера) не очень хорошо описывался с позиций концепций изогнутых стрелок или канонических форм. Иногда такие реакции называли [c.8]

Только в 1913 г. Бор предложил динамическую модель электронов в атоме, давшую удовлетворительное объяснение многим особенностям атомных спектральных линий. Эта модель была основана на законах классической ньютоновской динамики, однако Бор ввел новый принцип, согласно которому разрешались лишь определенные орбиты для движения электронов вокруг ядра. Несмотря на то что было сформулировано правило для определения этих стабильных орбит, с более общих позиций бо-оовскую теорию следует считать неудовлетворительной, поскольку отсутствовало какое-либо объяснение стабильности орбит в рамках классической динамики . Тем не менее работа Бора показала, что объяснение химической связи может быть найдено в пределах динамической теории электрона, хотя никаких удовлетворительных в количественном отношении результатов получено не было. Как будет видно из дальнейшего, количественные результаты удалось получить лишь после открытия новых принципов волновой механики. [c.12]

При непрерывном изменении Q значения тл> описывают поверхность (нли кривую, если речь идет о двухатомной молекуле) Такая поверхность называется потенциальной поверхностью, или поверхностью потенциальной энергии многоатомной молекулы (потенциальной кривой в двухатомной молекуле, или сечением потенциальной поверхности вдоль одной координатной оси) Характеристики потенциальных поверхностей играют важную роль в теории электронных оболочек и спектров многоатомных молекул, в теории химических реакций и др Примеры потенциальной 1фивой и простейшей поверхности показаны на рис 4 2 и 4 3 [c.153]

По неравновесным теориям синтез атомных ядер протекает при низких температурах и давлении. Одной из наиболее широко известных таких теорий является a-P-Y-тeopия, предложенная в 1948 г. Согласно этой теории, возникновение химических элементов происходило в момент быстрого расширения первичной материи, называемой илём . Под ним подразумевается система из нейтронов и гамма-квантов при большом данлении. Когда в результате релятивистского расширения давление в системе упало, то нейтроны стали превращаться в протоны и электроны, ибо газ, состоящий из одних нейтронов, может существовать только лишь при очень высоких плотностях, подобных плотностям нуклонов в атомных ядрах. Образующиеся протоны захЕ-атынали нейтроны с образованием дейтронов, которые в свою очередь также способны присоединять нейтроны. Предполагается, что за 15 мин путем Последовательного захвата нейтронов и Р-распада образующихся ядер, подобно тому как это происходит в ядерном реакторе за длительное время, были созданы все существующие в настоящее время изотопы природных стабильных элементов. Описанная теория хотя Удовлетворительно объясняет некоторые закономерности распространенности изотопов в области тяжелых ЗДементов, но совершенно неприменима к объяснению [c.99]

Монография, базирующаяся в основном на результатах автора, посвящена последовательному изложению подхода к описанию химических превращений сложных молекул (структурная изомеризация, бимолекулярные процессы присоединения и разложения) как следствия темпера- О-рных и фотовоздействий. Формализм подхода строится как расширение теории электронно-колебательтгх спектров многоатомных молекул. Вводятся соответствующие энергетические матрицы, пригодные для характеристики состояний сложных систем и новых процессов. Анализ следствий общей теории позволяет сформулировать простые правила хода химических превращений и поиска их путей. Приводятся примеры таких исследований. [c.103]

Основываясь на теории электронной структуры атомов, он допустил, что химическая связь возникает не только путем передачи одного или более электронов от одного атома к другому (электровалентность или ионная связь), но и при спаривании валентных электронов (образование соединения, в котором два атома в молекуле обладают общей парой электронов). Такого рода химическая связь по предложению И. Лзнгмюра (1881 —1957) получила название ковалентной связи. [c.224]

Главы 1—6 посвящены основам теоретических представлений и матема тическому аппарату квантовой химии. В гл. 7 и 8 обсуждается строение атома. В гл. 9—15 развивается теория электронного строения молекул. Большое внимание прн этом уделяется теории Хюккеля ввиду ее предельной простоты. (Она позволяет дать полуколнчественное описание химической связи без сложных математических вычислений интегралов или проведения итерационных процедур.) В гл. 16 рассматриваются колебания молекул, а в гл. 17 — их магнитные свойства (главным образом магнитный резонанс). Эти две главы иллюстрируют проблемы, не связанные с электронными волновыми функция.ми. Более того, если магнетизм рассматривается в чисто спиновом приближении, то базисный набор, являющийся полным в рамках этого приближения, может быть использован для построения волновых функций. Глава 18, посвященная химической кинетике, показывает, что многие важные сведения удается получить на основе чисто качественного применения кваитовохнмических представлений. [c.8]

Как учебник эга книга содержит достаточный материал для двухсеместрового курса. В односеместровом курсе логично сделать упор либо на основах теорнн, либо на проблеме химической связи в мо.чекулах. В первом случае следует отдать предпочтение гл. 1—6 и выбрать подходящие примеры прилои сений теории из других глав, а во втором — можио опустить большую часть гл. 3, всю гл. 4, большую часть гл. 7 и 8 и целиком гл. 16 и 17, ие нарушая связности в изложении теории электронного строения молекул. [c.8]

Современный этап развития органической химии обогащен электронной теорией механизмов химических реакций, углубленны > пониманием стереохшлии, новыми методами проведения химических реакций - от применения лазерной техники и ультразвука до ферментативных процессов, это позволяет осуществлять синтезы сложнейших природных соединений ч их аналогов, а также веществ, ле встречающихся в природе. Среди этих последних видное место занимают соединения с высоконапряженным остовом, получение которых имеет целью проверку предсказательной силы результатов квантово-химических расчетов и может рассматриваться как новый [c.7]

Кроме того, оказалось, что эти представления не могут объяснить некоторых структурных особенностей комплексов и магнитных и оптических свойств их. Сделано это было с привлечением квантовомеханических представлений о строении атома применительно к комплексным соединениям. На этой основе созданы три теории, объяснившие химическую связь в комплексах и их электронное строение теЬрия валентных связей, теория кристаллического поля и теория поля лигандов. Рассмотрим кратко только основные положения двух последних теорий, которые находят сейчас самое широкое применение. [c.71]

Факты, установленные указанными авторами [368—373], интересны и, очевидно, должны найти объяснение посредством теории электронных зарядов связей. Во всяком случае эти факты (а они, как это будет видно из 8, посвященного нитрованию углеводородов, не являются единичными) указывают на необходимость более гибкого толкования всем хорошо известного положения Бутлерова о зависимости химических свойств вещества от его химического строения. Очевидно, химическое строение вещества изменяется при изменении условий, поэтому неправильно оценивать реакционную способность вещества только по его дореакционному (или исходному) состоянию. [c.373]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология