Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Паули запрет для молекул

    Первые два электрона в юлекулярно.м ионе Не располагаются со спаренными спинами на связывающей а-орбитали и заполняют ее. А что происходит с третьим электроном Согласно принципу запрета Паули, он не может занимать о-орбиталь, а должен разместиться на следующем, более высоком энергетическом уровне, который соответствует разрыхляющей о -орбитали. Этот третий электрон выталкивается из межъядерной области из-за наличия в ней первых двух электронов и вынужден находиться во внешней области, за пределами обоих ядер. Такой электрон оказывает на молекулярную систему разрушающее действие-он расталкивает ядра. Молекула имела бы большую устойчивость, если бы в ней не было третьего электрона. В сущности, он компенсирует действие одного из связывающих электронов, и в результате молекула испытывает эффективное связывающее действие всего одного электрона, т.е. в молекуле образуется неполная, одноэлектронная ковалентная связь. Энергия связи в ионе Нсз должна быть поэтому меньше, че.м в молекуле Н,. [c.518]


    Электронной конфигурацией называется распределение электронов атома по различным квантовым состояниям. Согласно принципу наименьшей энергии электрон, присоединяемый к атому, занимает в нем свободный уровень с наименьшей энергией. Если бы не запрет Паули (см. 5), то все электроны в любом атоме занимали бы уровень 15. Но вследствие запрета Паули число электронов, занимающих данный уровень, строго ограничено. Оба указанных фундаментальных условия составляют принцип построения электронных конфигураций атомов и молекул. [c.36]

    Молекула Н . Электронная конфигурация молекулы На в основном состоянии [(0515) ]. В основном состоянии молекулы два ее электрона согласно принципу наименьшей энергии занимают наиболее низкую орбиталь стЬ и согласно запрету Паули имеют противоположные спины. Суммарный спин равен нулю, молекула диамагнитна, мультиплетность 25+1 = 1. Оба электрона занимают четную (g) орбиталь. По правилу произведения ( >< = ) состояние системы четное. Молекулярный терм 2 (синглет сигма). Схема заселенности МО молекулы На и других молекул элементов первого периода приведена на рис. 24.  [c.76]

    Верхние индексы означают число электронов на орбитали. Основное состояние молекулы формальдегида — син-глетное, поскольку спины обоих электронов на каждой орбитали спарены. Так как процесс фотохимического возбуждения связан с переходом электрона на другую орбиталь, то снимается запрет Паули, и теперь для одной и той же электронной конфигурации возможны два состояния  [c.277]

    Каким числом способов можно распределить молекул по д ячейкам области при отсутствии запрета Паули Каждое такое распределение можно описать, помещая в один ряд все молекулы и ячейки. При этом условимся, что все молекулы, находящиеся между двумя ячейками, помещаются в левой. Тогда каждому распределению молекул по ячейкам будет отвечать некоторая перестановка молекул и ячеек в ряду. [c.232]

    Для частиц, подчиняющихся запрету Паули, следует учесть, что в каждом квантовом состоянии может быть только одна частица. По принципу Паули в одной ячейке могут находиться две частицы с противоположными спинами (гл. XXI). Уменьшив объем ячейки вдвое, примем, что в каждой ячейке может находиться одна частица. Расчет числа способов размещения молекул по g ячейкам [c.233]

    При описании молекулы водорода по теории молекулярных орбит мы должны поступать аналогично тому, как мы строили функции атомов при обсуждении периодической системы. Будем, как и всегда, одевать электронами голые , локализованные в определенных местах пространства ядра, занимая поочередно различные состояния, учитывая их энергии и выполняя запрет Паули. Роль водородных функций будут играть функции, описывающие состояние электронов в Н . [c.483]


    Принцип запрета Паули и его применение к стереохимии 204 Молекулы правильной геометрической формы [c.12]

    При рассмотрении геометрического строения молекулы наиболее важным фактором являются углы между связями. Теория валентной связи гибридизованных орбиталей дает удовлетворительные величины многих из наблюдаемых углов между связями особенно тогда, когда можно сделать определенный выбор участвующих в связи орбиталей. Однако эта теория не всегда дает объяснения наблюдаемым углам. Когда же предсказываемые углы между связями отличаются от экспериментально найденных, то обычно применяют довольно искусственный прием определения степени гибридизации, т, е. относительного вклада в гибридизацию 5-, р- и -составляющих связи . Ниже будет показано, что этим было, по крайней мере, положено начало лучшему пониманию и объяснению различия углов между связями которое наблюдается во многих формально аналогичных молекулах, И модель, которая будет использована, по-прежнему базируется, в основном, п пространственной корреляции электронных пар валентного уровня, возникающей из принципа запрета Паули, [c.223]

    В процессе образования кристалла происходит перекрывание внешних электронных облаков атомов по аналогии с образованием химической связи в молекулах. В соответствии с методом МО при взаимодействии двух атомных электронных орбиталей образуются две молекулярные орбиТали связывающая и разрыхляющая. При одновременном взаимодействии N микрочастиц образуется N молекулярных орбиталей. Величина N в кристаллах может достигать огромных величин (порядка 10 ). Поэтому и число электронных орбиталей в твердом теле чрезвычайно велико. При этом разность между энергиями соседних орбиталей будет ничтожно мала. Так, в кристалле натрия разность энергетических уровней двух соседних орбиталей имеет порядок 10 Дж. Таким образом, в кристалле металла образуется энергетическая зона с почти непрерывным распределением энергии, называемая зоной проводимости. Каждая орбиталь в этой зоне охватывает кристалл по всем его трем измерениям. Заполнение орбиталей зоны проводимости электронами происходит в соответствии с положениями квантовой механики. Так, из условий минимума энергии электроны будут последовательно заполнять все орбитали, начиная с наинизшей, причем на каждой орбитали в соответствии с запретом Паули может располагаться лишь два электрона с антипараллельными спинами. С повышением температуры за счет теплового возбуждения электроны будут последовательно перемещаться на более высокие энергетические уровни, передавая тепловую энергию с одного конца кристалла на другой и обеспечивая таким образом его теплопроводность. [c.82]

    Молекула Нг. Электронная конфигурация в основном состоянии 15) ]. В основном состоянии молекулы два ее электрона согласно принципу наименьшей энергии занимают наиболее низкую орбиталь ois и согласно запрету Паули имеют противоположные спины. Суммарный спин равен нулю, молекула должна быть диамагнитна,- что и наблюдается. Молекулярный терм (синглет сигма). Схема заселенности. МО молекулы и последующих приведена на рис. 38.  [c.112]

    Делается ясной и относительность понятий химически инертный и химически активный , так как один и тот же элемент водород в определенном состоянии возбуждения способен дать химическую связь и образовать устойчивую молекулу Нг, а в другом, отличающемся не электронной конфигурацией, а только параллельностью спиновых векторов электронов Isa и 2ра, устойчивое соединение атомов Н не получается, видимо, из-за отсутствия (или очень малого) перекрывания облаков электронных орбиталей, от особенностей электронного обмена или из-за корреляции. Причастность к этому обстоятельству запрета Паули остается по меньшей мере неясной, так как электроны имеют одинаковые направления спина, но разные вторые квантовые числа ведь обычно принцип формулируют как невозможность заселения одной и той же орбитали электронами, у которых все 4 квантовых числа одинаковы. [c.156]

    Натекание в антисвязевую область молекулы Вег во много раз больше, чем у Ыг, что понятно, так как четырем -электронам уже тесно в межъядерном пространстве молекулы Вег, да и запрет Паули мешает им. [c.254]

    Каким числом способов можно распределить iV молекул по д ячейкам области при отсутствии запрета Паули Каждое такое распределение можно описать, помещая в один ряд все молекулы и ячейки. При этом условимся, что [c.312]

    Для частиц, подчиняющихся запрету Паули, следует учесть, что в каждом квантовом состоянии может быть только одна частица. По принципу Паули в одной ячейке могут находиться две частицы с противоположными спинами (гл. XXI), Уменьшив объем ячейки вдвое, примем, что в каждой ячейке может находиться одна частица. Расчет числа способов размещения молекул по g ячейкам фазовой области сводится к расчету числа сочетаний gS какими могут быть из g ячеек выделены Л/ ,-. [c.313]


    Принцип максимального перекрывания, впервые высказанный Лайнусом Полингом в 1931 г. (Калифорнийский технологический институт), по своему значению для понимания структуры молекул мало уступает принципу запрета Паули. [c.17]

    Таким образом, согласно методу МО, при соединении двух атомов в молекулу электрон может занимать одну из двух орбиталей связывающую или разрыхляющую. При заполнении молекулярных орбиталей электронами действуют те же принципы, что и в многоэлектронных атомах, т. е. действуют принципы наименьшей энергии, запрет Паули и принцип Хунда. Поэтому в ионе Щ электрон находится на связывающей, более низкой по энергии орбитали. Расчет по методу МО ЛКАО дает для этого [c.248]

    Причина периодичности свойств элементов, открытая Д. И. Менделеевым, заключается, следовательно, в том, что по мере возрастания числа электронов, окружающих ядро, наступает такая стадия, когда заканчивается заполнение данного электронного слоя и начинается заполнение следующего. При этом элементы с одним, двумя, тремя и т. д. электронами в этом новом наружном слое воспроизводят химические свойства элементов, имевших также один, два три и т. д. электронов в предшествовавшем, теперь уже глубинном слое. Причина послойного расположения электронов в атоме стала ясна в 1925 г., когда Паули сформулировал принцип запрета , согласно которому на одном энергетическом уровне (в атоме, молекуле) может находиться не более двух электронов, причем эти электроны должны иметь противоположно ориентированные спины. Периодически меняются не только химические свойства элементов, но и многие их физические свойства, такие как атомный объем, коэффициент объемного сжатия, коэффициент теплового расширения, электропроводность, температура плавления и т. п., т. е. именно те свойства, которые связаны главным образом с наружными электронными слоями, тогда как свойства, связанные с глубинными слоями, меняются монотонно без какой-либо периодичности (атомная масса, характеристи- [c.7]

    Согласно вышеприведенным представлениям, гомеополярная связь характеризуется тем, что оба связывающих электрона принадлежат одновременно обоим атомам, образующим связь. Таким образом, когда атом фтора, обладающий приведенной в табл. 2 электронной конфигурацией, образует молекулу фтора с другим атомом фтора, то валентный электрон этого последнего должен иметь возможность попасть на Йр -орбиту первого атома фтора. Как видно из табл. 1, для этого он должен обладать спином, противоположным спину валентного электрона первого атома. В противном случае был бы нарушен запрет Паули. Так же можно сформулировать образование молекул азота и кислорода ), хотя в этих случаях связь будет соответственно тройной и двойной. [c.20]

    По этой теории, атомы, образующие молекулу, тоже проявляют тенденцию к появлению во внешнем слое устойчивых электронных конфигураций инертных элементов. Но достигается это пе путем обмена электронами, а в результате возникновения электронных пар (дублетов), общих для обоих атомов. Образовавшие такую пару электроны движутся по общей молекулярной орбите в поле ядер обоих соединяющихся атомов. Но движение электронов по молекулярным орбитам (как и по атомным) подчиняется запрету Паули, т. е. на одной молекулярной орбите не мон<ет быть больше двух электронов и они должны иметь противоположные спины. Таким образом, каждая ковалентная связь обусловливается двумя спаренными электронами. При сближении двух атомов, имеющих неспаренные электроны, силы притяжения между ними растут. Само [c.58]

    Конфигурация основного состояния молекулы, подобной формальдегиду, согласно принципу Паули, является синглетным состоянием, т. е. спины обоих электронов на каждой орбитали спарены. При возбуждении один из электронов, ранее находившихся на одной орбитали, переходит иа другую орбиталь. Запрет Паули снимается, и теперь одной и той же электронной конфигурации орбиталей уже соответствуют два состояния синглетное (спины электронов антипараллельны, как в основном состоянии) и триплетное (спины электронов параллельны). Это означает, что каждое из возбужденных состояний, перечисленных на рис. 7, может быть либо синглетным, либо триплетным. На рис. 8 такая возможность показана для случая п,л - и л, л -состояний. Стрелками обозначены направления спинов электронов различных орбиталей. [c.25]

    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 течение последнего десятилетия Леннард-Джонс, Попл, Лин-нетт, Уолш и др. рассматривали проблемы геометрических форм молекул, пользуясь новым теоретическим подходом. Их метод, хотя и использует в некоторой мере тот же математический аппарат и те же основные идеи, что и в теориях валентной связи и локализованных молекулярных орбиталей, но обращает основное внимание на число электронов в валентном уровне и на свойства этих электронов. Все электронные системы (атомы, молекулы или твердые тела) обладают одним свойством — электроны с одним и тем же спином не могут одновременно находиться % одной и той же области пространства. Так как все электроны заряжены отрицательно, они будут взаимно отталкиваться в соответствии с законом Кулона. Однако даже более важным в определении форм и свойств молекул является то, что электроны с одним и тем же спином, как оказалось, имеют очень малую вероятность нахождения близко один от другого из-за жестких требований принципа запрета Паули . Вообще говоря, только из рассмотрения спинового взаимодействия, не принимая во внимание возмущения, возникающего из-за электронного отталкивания, стало возможным установление геометрического расположения электронов, которое было выше описано для 2, 3, 4, 5 и 6 электронных пар. [c.199]

    Мы уже обсуждали (гл. 6) факторы, определяющие форму неорга нических молекул, составленных из атомов переходных элементов. Главным образом это — размер и заряд центрального иона, наличие свободной электронной пары, возможность расширения валентного уровня сверхоктета, являющегося предельным для элементов второго периода, способность к образованию л -связей. стерические требования к группам, связанным с центральным атомом, и, вероятно, важнее всего принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов, не имеющих свободных электронных пар, следует ожидать, и это действительно обнаруживается, правильные формы. Молекулы с координационными числами 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 характеризуются следующими структура, чи линейной, треугольной, правильной тетраэдрической, тригональной бипирамидой, октаэдрической, пятиугольной бипирамидой и квадратной (архимедовой) антипризмой. Можно сказать, что всякий раз, когда электронный уровень атома переходного элемента, не принимающий участия в связи, будет иметь сферическую симметрию, структура таких комплексов будет правильной, определяемой только координационным числом. Можно вы писать электронные конфигурации, которые приводят к правильным симметричным комплексам. Для наиболее распространенных координационных чисел 6 и 4 имеют место следующие конфигу рации  [c.282]

    Другое проткЕоречис, заложенное в протон-электронной модели, можно обнаружить при рассмотрении статистики ядер изотопа N. Макроскопические сеойстез, такие как распределение энергии по молекулам газа, описываются классической статистикой Больцмана, но для ядер и элементарных частиц оказалось необходимым ввести новый статистический подход. На основе квантовой теории были разработаны два типа статистики. Если координаты двух идентичных частиц в системе можно взаимно переставить без изменения знака волновой функции, описывающей систему, то она подчиняется статистике Бозе—Эйнштейна. Однако, если волновая функция антисимметрична, другими словами, если знак волновой функции меняется при перестановке координат, то система подчиняется статистике Ферми —Дирака, причем различие состоит в том, что принцип запрета Паули [c.392]

    В результате у учащихся может появиться даже мысль о возможности считать самый распад молекулы водорода в ренульсивном состоянии 2 1аа простым следствием запрета Паули. В самом деле, если распад водородной молекулы совершается на невозбужденные атомы (Hls + Hls), можно подумать, что основное состояние A i I (За и состояние аа отличаются друг от друга только тем, что первое из них построеью согласно запрету Паули 1 + s3g ,a, а второе без согласия с ним Uag aa, а потому и [c.156]

    Электроны в многоэлектронных системах (атомы, молекулы, кристаллы) подчиняются квантово-механической закономерности, называемой принципом Паули. Согласно этому принципу, в любой мноюэлектронной системе в каждом состоянии, определяемом полным набором четырех квантовых чисел, не может быть больше одною электрона. Следовательно, все наборы значений квантовых чисел должны отличаться друг от друга хотя бы одним квантовым числом. Принцип Паули применим к любым частицам, имеюпщм полуцелый спин (электрон, протон, нейтрон, позитрон и др.). Принцип Паули ограничивает число электронов в атоме для каждого значения главного квантового числа п. Согласно (Ш.35), для данного квантового числа п возможно всего 2п2 состояний и, следовательно, по запрету Паули в этом электронном слое может быть не больше 2п2 электронов. Рассмотрим вариации квантовых чисел, определяющих 2п2 состояний электг-ронов. [c.38]

    Так как в молекуле циклооктатетраена всего восемь п-электронов, то целиком заполнить обе внешние (П4, л,) л-электронные орбитали они никак пе могут. Поэтому мы не должны были бы ожидать, чтобы это (гипотетическое) соединение было ароматическим. Запрет Паули вынуждает нас поместить по одному электрону с одинаковыми спинами на орбитали 4 и Это означает, что для плоской молекулы циклооктатетраена в основном состоянии мы предсказываем бнрадикальную структуру. [c.571]

    В основном (низшем по энергии) состоянии молекулы электроны, учитываемые в расчете, должны, естественно, иметь наиболее низкие значения орбитальной энергии, т. е. они должны заполнять орбитали с наи-меньпшми значениями 8.. При этом должен удовлетворяться принцип запрета Паули, а в случае вырожденных 8 , вообще говоря, и приведенное выше правило Хунда. Последовательность орбитальных энергий, расположенных в порядке их возрастания, называют схемой энергетических уровней молекулы (точнее, системы электронов, учитываемых в расчете). При этом на шкале энергий выбирается начало отсчета, естественное по физическому смыслу задачи (например, значение энергии для некоторой атомной орбитали), и тогда молекулярные орбитали со значениями орбитальных., энергий г., расположенными ниже начала отсчета ( нуля на шкале энергий), называются связывающими, орбитали с г., распол -женными выше начала отсчета, —разрыхляющими или аятисвязывающими, а орбитали со значением е., равным выбранному на шкале энергий началу отсчета, называются не связывающими. [c.244]

    В методе МО молекула рассматривается с той же точки зрения, с какой рассматривался атом (см. раздел 3). В методе ВС принимается, что молекула построена из атомов, которые в некоторой степени сохранили свою индивидуальность после образования связи. В методе МО молекула рассматривается как многоцент-ровый атом, в котором имеется множество орбиталей, описываемых волновыми функциями, имеющих определенную энергию и характеризующихся квантовыми числами. В молекуле порядок заполнения орбиталей следует тем же принципам, что и в атоме (см. раздел 3.12), т. е. заполнение идет в порядке возрастания энергии, соблюдается запрет Паули и правило Хунда. [c.244]

    В соответствии с формулами на стр. 22 в ящике возможны состояния с энергией, определяемой формулой (1.15). Для каждого такого состояния имеет место запрет Паули, 1. е. каждое такое состояние может быть занято максимум двумя электронами с антипараллельными спинами.] Так как в бутадиене имеется всего четыре р-электрона, то основное состояние молекулы характеризуется занятием двух ннлсних электронных уровней, энергии которых относятся как I 4, соответственно [c.40]

    В гл. 6 и 7 были рассмотрены факторы, определяющие форму неорганических молекул непереходных элементов. Это — размер и заряд центрального атома, наличие неподеленной пары электронов, возможность расширения валентного уровня сверх октета для элементов первого восьмиэлементного периода, способность к образованию л-связей, пространственная конфигурация лигандов и, наконец, принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов главных подгрупп, не имйбщих в атомах неподеленных пар электронов, то можно предсказать для их молекул правильную структуру. Так, молекулы с координационными числами 2—9 имеют обычно следующие структуры линейную, плоский треугольник, правильный тетраэдр, тригональную бипирамиду, правильный октаэдр, пентагональную бипирамиду, квадратную (или архимедову) антипризму и трипирамиду. Электронные конфигурации центрального атома, которые приводят к правильным симметричным комплексам для наиболее распространенных координационных чисел 4 и 6, следующие  [c.439]

    Вещества с ковалентной связью. Образование ковалентной неполярной или полярной связи осуш,ествляется вследствие перекрывания электронных облаков различных атомов с соблюдением квантовых законов и принципа запрета Паули. Действие ковалентной связи не выходит за пределы радиусов взаимодействующих атомов. Вещества с ковалентными связями можно разделить на две группы образуюящеся в результате соединения небольшого количества атомов в четко ограниченную молекулу соединение большого количества атомов элементов в атомную решетку. Вещества первой группы состоят из одиночных молекул. Вследствие незначительной величины сил взаимодействия они летучи, их молекулы не проводят электрический ток, не склонны к электролитической диссоциации в растворах и расплавах, в большинстве случаев растворимы в неполярных растворителях. [c.91]

    В согласии с изложенными выше представлениями гомеополяр-ная (ковалентная) связь характеризуется тем, что оба связующих электрона обобщены — принадлежат одновременно обоим партнерам связи. Если, нанример, атом фтора, имеющий изображенную в табл. 1.2 электронную конфигурацию, встречается со вторым аналогичным атомом и образует молекулу фтора, то каждый из атомов должен принять на свою 2рг-орбиту электрон от своего партнера. Табл. 1.1 показывает, что этот электрон должен иметь спин, противоположный спину уже имеющегося 2рг-электрона только в этом случае образуется связь — иначе был бы нарушен запрет Паули. Аналогично можно построить молекулы азота и кислорода, причем здесь необходимо создать тройную либо соответственно двойную связь (сравни, однако, стр. И). [c.16]

    Несвязывающие электроны карбена в основном состоянии могут иметь антипараллельные спины (синглетное состояние карбена) или параллельные спины (триплетное состояние карбена). Последнее было обнаружено для метилена (К=К =Н) методом импульсной спектроскопии [29]. Принимают, что в синглетном метилене (валентный угол Н—С—Н 104°, длина связи С—Н 0,111 нм) два спаренных электрона занимают одну орбиталь, а свободной остается / -орбиталь (модель хр -гибрпдизации). У триплетного метилена более вытянутая молекула (угол Н—С—Н 136°, длина связи С—Н 0,1078 нм), причем в соответствии с запретом Паули неспаренные электроны не могут находиться на одной орбитали и потому занимают две взаимно перпендикулярные р-орбитали (яр-гибридизация)  [c.184]


Смотреть страницы где упоминается термин Паули запрет для молекул: [c.74]    [c.42]    [c.139]    [c.553]    [c.235]    [c.57]    [c.150]    [c.617]   
Теоретическая химия (1950) -- [ c.307 , c.314 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Паули



© 2025 chem21.info Реклама на сайте