Модель ковалентной связи

Появление определенной симметрии в молекулах было уже объяснено (разд. 6.3.2) на основе метода валентных связей при образовании ковалентной связи (гибридизация). Однако как чисто электростатические, так и геометрические соотношения могут привести к определенной симметрии в координационных соединениях, если исходить из ионной модели строения молекулы. Рассмотрим, например, координационный полиэдр А +Вр, в котором центральный ион с зарядом - п окружен р однозарядными лигандами. Потенциальная энергия комплекса складывается из отдельных членов, учитывающих кулоновское взаимодействие ионных пар. Сумма отрицательных (связывающих) членов тем больше, чем меньше расстояние между ионом и лигандом. Минимальное расстояние между ионом и лигандом равно гп+г (гп —радиус центрального иона, г —радиус лиганда). Для октаэдрического комплекса с симметрией Ол [c.121]

В данной главе, первой из трех, где излагаются модели ковалентной связи, студенты получают представления о типах связи, порядке связи, о делокализованных связях и молекулярной геометрии на основе описательного, нематематического подхода. Такой подход имеет самостоятельную ценность как средство описания большого числа молекул кроме того, ясное понимание его достоинств и ограничений дает основание для построения более сложных моделей в следующих главах. Эту главу рекомендуется подробно пройти в любых курсах. [c.575]

Испарение представляет собой превращение жидкости в газ, а сублимация — превращение твердого вещества в газ (эти явления обсуждаются в гл. 9). Оба процесса происходят в результате разъединения частиц вещества, плотно упакованных в твердом или жидком теле, и удаления их на довольно большие расстояния друг от друга в газообразной фазе. Модель ковалентной связи хорошо объясняет, почему многие ковалентные вещества при комнатной температуре находятся в газовой фазе. Слабые силы межмолекулярного взаимодействия позволяют ковалентному веществу перейти в газообразное состояние при очень низких температурах. Температура плавления для Н2 равна - 259 С, а для О2 - 218,4 С. Диоксид углерода (сухой лед) при атмосферном давлении не плавится, а сублимирует (возгоняется) при температуре — 78,5° С. Силы, действующие между молекулами в твердом СО2, таковы, что при температуре, достаточной для их преодоления за счет тепловой энергии, молекулы СО2 отрываются от соседей и переходят в газообразную фазу, минуя промежуточное жидкое состояние. [c.130]

Из соображений, связанных с использованием моделей различных валентных состояний при создании моделей ковалентных связей и молекул, важное значение имеет угол между направлениями а-связей. [c.36]

В классической концепции о целочисленной валентности мы находим формальное соответствие только двухцентровым МО. Многоцентровые МО же несовместимы с классической моделью ковалентных связей. [c.42]

В соответствии с указанной формальной моделью ковалентной связи имеем для молекулы НЕ [c.10]

В последних работах этого же автора, например [587] за исходное берется чисто ионное состояние и рассматривается деформация анионных электронных оболочек, т. е. автор возвращается к ранним взглядам на модель ковалентной связи. [c.200]

Для сравнения в табл. XV.8 перечислены изменения энтропии для ряда ионных равновесий в воде при 25°. Несмотря на то, что в таблицу включены частицы с ковалентными связями, для которых возможность применения электростатической модели весьма сомнительна, общее изменение энтропии симбатно изменению, соответствующему уравнению (XV.12.2). Величины АР° и АЯ° дают гораздо худшее совпадение. [c.464]

Простая модель образования ковалентной связи, предложенная Льюисом, несмотря на все недостатки, позволяет дать физическое объяснение относительной кислотности соединений, в которых центральный атом связан только с отдельными атомами кислорода или с атомами кислорода, входящими в состав гидроксидного иона либо воды. Например, [c.485]

В принятой в настоящее время модели двойного слоя не учитывается частичный перенос заряда при специфической адсорбции ионов. Иначе говоря, предполагается, что специфически адсорбированные ионы сохраняют свой целочисленный заряд, характерный для объема раствора (в уравнении (VI 1.37) z — целое число). В действительности это предположение не соблюдается, когда специфическая адсорбция ионов обусловлена образованием ковалентной связи между этими ионами и поверхностью металла. Если специфическая адсорбция ионов сопровождается частичным переносом заряда, то определяемая по уравнению Липпмана (VI 1.20) величина q представляет собой не истинный (свободный) заряд поверхности металла, а характеризует так называемый полный (термодинамический) заряд электрода. Полный заряд электрода можно определить как количество электричества, которое нужно подвести к электроду при увеличении его поверхности на единицу для того, чтобы разность потенциалов на границе электрод — раствор осталась постоянной при постоянных химических потенциалах всех компонентов раствора и металлической фазы. [c.165]

В 1915—1916 гг. Коссель и Льюис применили эту атомную модель для объяснения электровалентной и ковалентной связей. Коссель [c.23]

Структура (С2Г)п имеет принципиально отличающуюся от (СГ)п модель строения [6-169]. Углеродные слои в этом соединении остаются плоскими. Атомы фтора внедряются в каждый второй слой углеродной матрицы [6-170]. На рис. 6-60,а показано взаимное расположение атомов фтора и углерода в (С2Г)п. Атомы фтора ковалентно связаны с атомами углерода в направлении, перпендикулярном углеродным плоскостям. Две трети атомов фтора имеют в ближайшем окружении 2 атома углерода и одна треть — 3 атома углерода, как и у (СГ) . Длина С—Г связи равна 0,138 нм а С—С связи — среднеарифметическому значению длин связей в графите и алмазе (0,147 нм). Атомы фтора образуют в упаковке (СгГ)п гребни. Последние входят во впадины последующего слоя (рис. 6-60, б). В результате обеспечивается плотный контакт между слоями. Такое упорядоченное состояние упаковки соответствует отдельным фрагментам кристалла, имеющим свой центр кристаллизации, которые в совокупности образуют мозаику. [c.391]

Для объяснения ионной связи достаточно электростатической модели, для понимания ковалентной связи необходим квантовомеханический подход, т. е. требуется решение волнового уравнения Шредингера. Если вспомнить, что точное решение волнового уравнения возможно только для одноэлектронной системы, то станет очевидной необходимость для рассмотрения таких сложных многоэлектронных систем, как молекулы, прибегнуть к приближенным методам. [c.138]

Первопричиной анизотропии в линейных полимерах является существование преимущественного направления действия межатомных сил — вдоль главных цепей макромолекул. Для образности изложения позволительно, следуя Волькенштейну, трактовать кооперативную систему — линейную макромолекулу — как материализованную модель Изинга . Но в действительности, какую бы модель Изинга мы ни избрали — одно-, двух- или трехмерную, никакой материализации межатомных сил она не предполагает. Другое дело, что вдоль цепи действуют либо силы обменного типа (чисто ковалентные связи), либо силы переменной природы (частично ковалентные связи), о которых речь шла в гл. I. При ориентации полимерной системы скрытая поначалу (или, точ--нее, локальная) анизотропия внутреннего поля становится явной и проявляется в виде макроскопической анизотропии всех свойств. Вызвано это тем, что теперь преимущественное направление межатомных сил, т. е. то направление, где они на порядок или на два больше, чем в других направлениях, совпадает с осью макроскопической ориентации (или осями — при более сложных формах ориентации . [c.229]

Для расчета химических связей в комплексах и объяснения их свойств используют различные модели метод валентных связей теорию кристаллического поля и метод молекулярных орбиталей Метод валентных связей (ВС). Согласно этому методу (см гл. II), при образовании комплексов между комплексообразова телем и лигандами возникает ковалентная связь по донорно акцепторному механизму. Комплексообразователи имеют ва кантные орбитали, т. е. играют роль акцепторов. Как правило в образовании связей участвуют различные вакантные орбитали комплексообразователя, поэтому происходит их гибридизация (см. И.З). Лиганды имеют неподеленные пары электронов и играют роль доноров в донорно-акцепторном механизме образования ковалентной связи. Например, ион имеет электронную конфигурацию 3 " 45Чр [c.293]

Естественно, что теория кристаллического поля, исходящая из ионной модели, требует видоизменения при рассмотрении комплексов, в которых имеется заметная доля ковалентной связи. Когда эта доля сравнительно невелика, используется теория поля лигандов, по которой наличие ковалентной связи учитывается введением определенных поправок в расчеты, проводимые методами теории кристаллического поля. [c.129]

Теория кристаллического поля, развившаяся из простой электростатической модели, может быть применена к комплексам для интерпретации и предсказания наиболее выгодных координационных чисел, стереохимии, путей реакций замещения, спектров поглощения, магнитных и термодинамических свойств. На некоторых из этих вопросов следует остановиться более подробно. В частности, будут рассмотрены стереохимия, магнитные свойства, спектры поглощения и термодинамические свойства комплексных ионов. Это отчетливо покажет, что теория кристаллического поля — более удовлетворительный и более общий метод изучения комплексов, чем метод валентных связей. Однако, придавая особое значение орбиталям и электронам центрального атома, теория кристаллического поля неизбежно должна стать менее точной, когда усиливается роль делокализации электронов и орбиталей лиганда, т. е. при возрастании ковалентности связи. [c.264]

Такое моделирование атомов лежит в основе построения атомных моделей, из которых можно собирать модели молекул. При этом однако нужно учесть, что вандерваальсовы радиусы соответствуют сближению атомов, не образующих химической связи. При образовании ковалентной связи атомы сближаются на значительно мень- [c.105]

Любая теория твердого тела должна удовлетворительно объяснить наблюдающиеся огромные различия в электропроводности веществ, принадлежащих разным классам. К сожалению, ни теория ковалентной связи, рассматривающая электроны, принадлежащие лишь данной химической связи, как в ковалентных кристаллах, ни модель свободного электрона в металлах не в состоянии объяснить изменение электропроводности твердых тел больше, чем на два поряд- [c.81]

Все связи между атомами и тетраэдрические углы между ними одинаковы. Чтобы разрушить кристалл о атомной решеткой, нужно разорвать множество прочных ковалентных связей, энергия которых составляет сотни кДж/моль. Описанная модель кристалла алмаза хорошо согласуется. с-его экспериментально определенной структурой и прекрасно объясняет чрезвычайно высокую устойчивость углерода в этой модификации (Т 3773 К, малолетуч, нерастворим, неэлектропроводен). [c.35]

Любая теория твердого тела должна удовлетворительно объяснить наблюдающиеся огромные различия в электрической проводимости веществ, принадлежащих разным классам. К сожалению, ни теория ковалентной связи, рассматривающая электроны, принадлежащие лишь данной химической связи, как в ковалентных кристаллах, ни модель свободного электрона в металлах не в состоянии объяснить изменение электрической проводимости твердых тел больше чем на два порядка. С этой точки зрения применение в теории твердого тела квантово-механических представлений может быть весьма успешным. [c.72]

Рассмотренная выше модель химической связи для гомоядерных двухатомных молекул независимо от используемого метода - валентных схем или молекулярных орбиталей - получила название модели ковалентной связи (от лат. со - приставка, означающая совместность, и valens - имеющий силу). Как правило, ковалентная связь характеризуется увеличением электронной плотности в области между ядрами по сравнению с суммой электронных плотностей свободных атомов. Это достаточно очевидно в том примере молекулы Н2, который обсужден выше. Так, при использовании базиса из Is-функций и нормировке плотности на число частиц (так чтобы для молекулы и разделенных атомов эта нормировка была одинакова) в рамках метода валентных схем [c.464]

Теории кислот и оснований Льюиса и Усановича отличаются выбором модели связи между участниками реакции. Кислотно-основные реакции по Льюису осуществляются преимущественно за счет образования и разрыва ковалентной связи, что дает возможность с успехом применять ее в органической химии. Кислотно-основное равновесие гетерополярных соединений, составляющих, как правило, предмет неорганической хи- [c.403]

Первую модель ковалентной связи предложил в 1916 г. американский ученый Джильберт И. Льюис (1875 —1946). В 1910г. он возглавил химический факультет университета в Беркли, который в это время находился в очень запущенном состоянии. Руководство университета выделило большие средства для улучшения положения дел на факультете и предоставило Льюису полную свободу в подборе новых научно-преподавательских кадров. Ему удалось сплотить вокруг себя коллектив, который впоследствии дал таких замечательных педагогов и исследователей, как Гильдебрандт, Брей, Толмэн и Рэндолл. Сам Льюис был выдающимся термодинамиком. [c.110]

Представление о перекрытии валентных орбиталей оказалось чрезвычайно удО ,бным для создания наглядных пространственных моделей ковалентных связей. Эти модели получаются, если применить к атомным орбиталям, в том числе и к гибридным, принцип максимального попарного перекрытия. [c.39]

В течение 1907—1916 гг. было предложено несколько моде-ле1"1, поясняющих образование химической связи за счет электронной пары. Одни из них —модели Морозова, Томсона, Бора, Рамзая и Косселя —пли небыли связаны глубоко с вопросом об электронном строенш органических соединений, или их авторы рассматривали эту проблему недостаточно широко п в этом отношении не оказали заметного влияния на современников п не приобрели последователей. Более глубокий след оставили модели ковалентной связи Штарка и Льюиса. Оба они выступили с детально разработанными теориями электронного строения и зависимости от него свойств органических соединений. Монография Льюиса (1923 г.) не только завершала развитие его собственной системы, но и заключала в себе многие предпосылки для построения в дальнейшем теорш электронных смещений. [c.56]

Ковалентные связи имеют четкую пространственную ориентацию, которая имеет зачастую опред ляющее значение для свойств молекулярных соединений, и того, как молекулы взаимодействуют друг с другом. Трехмерные модели позволяют нагл)1дно представить пространственное строение молекул. При выполнении следующей лабораторной работы вы сами сделаете такие модели. [c.187]

Замешение атомов цинка и серы в структуре вюртцита (рис. 14-10) на атомы углерода приводит к образованию структуры алмаза (рис. 14-5). Оптические и электрические измерения, проведенные на образцах ZnS, показывают, что зрнная щель в этом веществе равна приблизительно 3,6 эВ. Обсудите свойства ZnS на основе использования трех различных моделей связи (неметаллическая ковалентная каркасная модель, модель ионной связи и металлическая модель), которые поочередно применялись к описанию этого вещества. [c.643]

Возникающая в результате образования молекулярных орбиталей комплекса диаграмма энергетических уровней изображена на рис. 20-14. В ее нижней части находятся уровни шести связывающих орбиталей, заполненные электронными парами. Их можно пр)едставить как шесть электронных пар, поставляемых лигандами-донорами, и больше не обращать на них внимания. Точно так же можно исключить из рассмотрения четыре верхние разрыхляющие орбитали, являющиеся пустыми, за исключением предельных случаев сильного электронного возбуждения, которыми можно пренебречь. Несвязывающий уровень и нижний разрыхляющий уровень соответствуют двум уровням, и вд, к которым приводит расщепление кристаллическим полем (см. рис. 20-13). Мы будем продолжать называть их по-прежнему уровнями 12д и е даже в рамках молекулярно-орбитального подхода. Но важно отметить разницу в объяснении расщепления между этими уровнями. В теории кристаллического поля оно является следствием электростатического отталкивания, а в теории поля лигандов-следствием образования молекулярных орбиталей. Как мы убедились в гл. 12 на примере молекул НР и КР, теория молекулярных орбиталей позволяет охватить все случаи от чисто ионной до чисто ковалентной связи. Поэтому выбор между теорией кристаллического поля и теорией поля лигандов основан лишь на рассмотрении одной из двух предельных моделей связи. В комплексе СоР довольно заметно проявляется ионный характер связи, потому что, как можно видеть из рис. 20-14, орбитали лигандов располагаются по энергии ниже орбиталей металла и ближе к связывающим молекулярным орбиталям. Поэтому связывающие молекулярные орбитали по характеру должны приближаться к орбиталям лигандов, а это должно обусловливать смещение отрицательного заряда в направлении к лигандам. Таким образом, связи в данном случае должны быть частично ионными. [c.235]

Естественно, что теория кристаллического поля, исходящая из ионной модели, требует видоизменения при рассмотрении комплексов, в которых имеется заметная доля ковалентной связи. Когда эта доля сравнительно невелика, используется теория прля лигандов, по которой наличие ковалентной связи учитывается введением определенных поправок в расчеты, проводимые методами теории кристаллического поля. При рассмотрении комплексных соединений со значительной долей ковалентной связи применяется метод молекулярных орбиталей, учитывающий, так же как и теория кристаллического поля, особенности симметрии атомных орби талей (такой метод часто также называют теорией поля-лигандов) [c.121]

Несмотря на то что это и не имеет прямого отношения к транспорту железа и кислорода, следует упомянуть также о получении синтетических биомиметических моделей особого парного бактериохлорофилла а [247], поскольку в процессе фотосинтеза при первичном поглощении света фотореакционными центрами молекулярных ассоциатов хлорофилла зеленых растений и фотосинтезирующих бактерий, по-видимому, происходит окисление особых парных молекул хлорофилла. Димерные производные хлорофилла, изображенные на рис. 6.6, в которых пор-фириновые макроциклы связаны простой ковалентной связью, проявляют некоторые фотохимические свойства, моделирующие in vivo особый парный хлорофилл. [c.373]

Подобные попытки наглядного описания (в отличие от некоторых моделей, рассматриваемых ниже и сводимых к оптико-механи-ческой аналогии Гамильтона) некорректны и недопустимы квантово-волновой дуализм — это один из фундаментальных фактов, лежащих в основе квантовой механики. Таким же фундаментальным фактом является и обмен спинов, т. е. обменное взаимодействие, лежащее в основе образования гомеополярной (т. е. ковалентной) связи. Поэтому не может существовать долей того, что принципиально неделимо существует, однако, вполне определенная вероятность обнаружить валентные электроны в состоянии обменного или кулонова (ионного, гетерополярного) взаимодействия. Вот эти вероятности и трансформируют в злополучные проценты. Есть прямой метод оценки этих вероятностей — аннигиляция позитронов, — основанный на том, что время жизни позитрона до аннигиляции, или способность его к образованию позитрония (т. е. е+е аналога атома водорода), зависит от состояния электрона, с которым он взаимодействует [25, с. 40]. [c.20]

Плохую растворимость многих сульфидов, например PbS, обычно объясняют исходя из ионной модели (ионы РЬ + и ионы S ). Однако SrS тоже соль. Почему же первая из них труднорастворима, имеет черный цвет, является полупроводником, тогда как другая этими свойствами не обладает Объяснение, основанное на различии величин электростатических сил притяжения, явно недостаточно. Оба сульфида кристаллизуются в структурном типе Na l, но связи имеют значительную долю ковалентной составляющей. В SrS это приводит к тому, что одна из р-электронных пар иона частично снова занимает квантовое состояние, освободившееся в результате ионизации атома стронция. Сила этой связи будет определяться энергией ионизации атома стронция и степенью перекрывания р-орбиталей атома серы с s-орбиталью атома стронция. Имеющая сферическую симметрию s-орбиталь плохо перекрывается (разд. 5.3) с другими орбиталями. По принципу Паули лишь один из шести ионов S , окружающих ион 5г2+, может образовать с ним ковалентную связь. s-Орбиталь может быть лишь однократно за- [c.516]

Естественно, что теория кристаллического поля, нсходяш,ая из ионной модели, требует видоизменения в тех случаях, когда в комплексе имеется заметная доля ковалентной связи. Когда эта доля сравнительно невелика, используется теория поля лигандов, в которой наличие ковалентной связи учитывается введением определенных поправок в расчеты, проводимые методами теории кристаллического поля. В случае значительной доли ковалентной связи применяется метод молекулярных орбиталей, используемый с учетом представлений теорий кристаллического поля (такой подход иногда также называют теорией поля лигандов). [c.218]

На таком моделировании атомов основано построение атомных моделей, из которых можно собирать модели молекул. При этом, однако, нужно учесть, что ван-дер-ваальсовы радиусы соответствуют сближению атомов, не образующих химической связи. При образовании ковалентной связи атомы сближаются на значительно меньшее расстояние. Например, длина связи в молекуле НС1 равна 0,172 нм при сумме ван-дер-ваальсовых радиусов 0,30 нм. Оказывается, что с хорошей точностью каждому атому можно приписать ковалентный радиус, причем при образовании химической связи между атомами длина связи будет равна сумме их ковалентных радиусов. В табл. 17 приведены ковалентные и ван-дер-ваальсовы радиусы некоторых атомов. [c.115]

По какой причине ионную связь называют предельным случаем ковалентной связи Выполняется ли полностью электростатическая модель образования ионной связи в кристаллах sF, S2O и saN [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология