Распределение водородном атоме

IV. Нуклеофильная атака растворителя на -водородный атом. Реакция может быть выражена уравнением, аналогичным уравнению 14, но только место Z займет S, что, в конце концов, должно привести к распределению протонов между S и Z. Это будет псевдо-мономолекулярная реакция элиминирования. Соответствующим случаем с участием а-водородного атома можно пренебречь по соображениям, которые будут указаны ниже. [c.453]

Не вдаваясь в подробное изложение результатов применения этого метода для изучения строения атомов, ограничимся рассмотрением некоторых отдельных примеров [2]. Водородный атом имеет только один электрон, и так как энергия связи электрона в. АГ-группе всегда больше, чем в -группе, то этот электрон, несомненно, будет 1 -электроном. Атом следующего элемента, гелия, обладающий двумя электронами, должен, таким образом, иметь конфигурацию 1 . Поскольку. ЙГ-группа в атоме гелия заполнена и третий электрон, соответствующий атому лития, принужден войти в -группу, распределение трех электронов будет отвечать конфигурации 1 22х. Атом бериллия завершает заполнение подгруппы 2 , так что следующий электрон уже входит в группу 2р, образуя при этом структуру 15 2 2/ , соответствующую атому бора, и т. д. [c.16]

Переходя к волновым функциям и функциям распределения плотностей в радиальных направлениях, следует отметить, что они изображаются обычно на плоских графиках разными способами зависимость от радиуса для волновой функции Яп, I (г) дается или непосредственно в только что приведенном виде или как произведение этой функции на значение радиуса, т. е. I (г) -г графики радиальной зависимости электронной плотности изображаются в расчете на поверхность сферы радиуса г, т. е. в виде Rl, (г) -4яг. На рис. 37 приведены графики кп, I (г) для различных сочетаний квантовых чисел п и I в расчете на водородный атом. [c.71]

Точное распределение электронов по уровням и подуровням должно учитывать, что поведение электрона в атоме определяется сочетанием квантовых чисел. Квантовые условия уже были разобраны для атома водорода и определены формы орбиталей и электронная плотность для различных случаев возбуждения водородного атома или главного квантового числа п (табл. 10). Перенося эти условия (что является значительным приближением) на строение сложных атом(5в, мы полагаем, что главное квантовое число п совпадает с номером периода, в котором располагается данный элемент. [c.47]

Хотя целостность молекулы поддерживается ковалентными связями, многие важнейшие свойства биологических соединений определяются значительно более слабыми связями. Среди этих нековалентных связей особенно важны водородные и гидрофобные. Водородные связи обусловлены электростатическим притяжением, возникающим нз-за неравномерного распределения электронов между атомами, участвующими в образовании ковалентной связи например, в молекуле воды электроны, образующие связь Н—О, немного смещены к атому кислорода. В результате на атоме водорода создается небольшой нескомпенсированный положительный заряд, а на атоме кислорода — небольшой отрицательный. Наличие такой поляризации иногда указывают стрелками, заменяющими изображение химических связей используются также обозначения б+ и 6 . Молекулы с сильно поляризованными связями называют полярными, как и функциональные группы, в которых имеются такие связи. Им противопоставляют неполярные группы, такие, как —СНз-группа здесь образующие связь электроны почти равномерно распределены между атомами углерода и водорода. [c.76]

Водородные связи. Существующие точки зрения на природу водородных связей основываются главным образом на двух ее теоретических трактовках - электростатической и донорно-акцепторной. Электростатическая модель, предложенная Полингом в 1928 г., основывается на принципе Паули, валентной схеме химической связи и классическом правиле валентности, согласно которым атом водорода, обладающий единственным Is электроном, не может образовывать более одной ковалентной связи [115]. Отсюда делается вывод, что возникновение водородного связывания обусловлено ионными силами. Экспериментально эта аргументация подтверждается тем, что прочная водородная связь в системе RXH...YR образуется в том случае, когда X и Y -наиболее электроотрицательные атомы (F, О и др.). Расчеты различных вариантов модели с точечным распределением зарядов приводили к величинам энергии Н-связи, совпадающим с опытными значениями [116-119]. [c.122]

На основании инфракрасного спектра установлено существование внутримолекулярной водородной связи. То, что две связи С—О не равны, служит доказательством, что атом водорода ОН-группы связан с одним из атомов кислорода, а не распределен равномерно между обоими атомами кислорода, как считали согласно более старой гипотезе. Однако необходимо учитывать, что водород обладает большой подвижностью и что он может легко переходить от одного атома кислорода к другому [c.340]

Под термином конфигурация атома подразумевается распределение электронов по разным орбиталям. Принцип построения электронных конфигураций многоэлектронных атомов состоит в добавлении протонов и электронов к атому водорода. В простейшем виде этот принцип утверждает, что электроны в многоэлектронном атоме следует размещать в системе орбиталей, формально тех же, что и орбитали водорода, заполняя их в порядке уменьшения стабильности с учетом принципа исключения (запрета Паули). Порядок энергии орбиталей в многоэлектронном атоме отчасти тот же, что и у орбиталей водорода, но в действительности все же наблюдаются отличия, которые будут рассмотрены ниже. Допуская, что многоэлектронный атом имеет набор орбиталей, соответствующих водородным орбиталям, на самом деле предполагают, что отдельный электрон не взаимодействует с другими электронами, а ведет себя так, как если бы существовал лишь только он один, о предположение вполне удовлетворительно, за исключением того что каждый электрон будет стремиться несколько изменить то действие, которое электростатическое поле ядра оказывает на все другие электроны. Дальнейшее обсуждение этого вопроса приведено в разд. 1.10. [c.34]

Распределение длин связей в 5-членном цикле соответствует приведенной формуле id—С(2) и (d—С(5> 1,507 и 1,530, С(з>— С(4) 1,478, С(2)—С(з) и С(4)—С(5) 1,348 и 1,355(18) А. Внутримолекулярное расстояние Аз... 0 3,10(1) А не отвечает заметному взаимодействию. В структуре имеется водородная связь (i)— —Н. .. О с перхлорат-ионом длиной 3,21 А (атом Н выявлен объективно С—Н... 0 154°, С—Н 1,06, Н... 0 2,22 А). [c.138]

Предложен способ получения молибдена особой чистоты, включающий следующие стадии перекристаллизация молибдата аммония из водных растворов, разложение молибдата аммония в кислороде, зонная сублимация трехокиси молибдена в кислороде, водородное восстановление и выращивание монокристаллов электроннолучевой плавкой в вакууме 10- мм рт. ст. Изучен процесс зонной сублимации. Найдены оптимальные условия его проведения. Показано распределение наиболее трудно удаляемой примеси — вольфрама по длине стержня. Получены монокристаллы молибдена с содержанием основных примесей, за исключением вольфрама, за пределами чувствительности масс-спектрального анализа. Содержание вольфрама — 1 10- ат, %. Отношение электросопротивлений лучших образцов молибдена составляло 50 ООО. [c.269]

Нужно отметить еще одну принципиальную возможность рентгенографического метода в отношении изучения атомов Н, которая, правда, вследствие требуемой исключительно высокой точности измерений была реализована лишь в нескольких работах. Поскольку синтез Фурье характеризует распределение электронной плотности, интегрирование по пику дает полное число электронов, а значит, позволяет в принципе установить, ионизован данный атом или нет. Такие измерения были проделаны, например, при рентгеновском анализе структуры салициловой кислоты [388] и был получен результат атомы Н в водородной связи ОН - - О частично ионизованы и содержат 0,4 и 0,8 электрона. [c.76]

Водородная связь — это особый вид связи, свойственный только водороду. Она возникает в тех случаях, когда водород связан с наиболее электроотрицательными элементами, прежде всего с фтором, кислородом и азотом. Рассмотрим образование водородной связи на примере фтороводорода. Атом водорода имеет единственный электрон, благодаря которому он может образовывать с атомами электроотрицательных элементов только одну ковалентную связь. При образовании молекулы фтороводорода возникает связь Н—Г, осуществляемая общей электронной парой, которая смещена к атому более электроотрицательного элемента — фтора, что видно из профиля (рис. 14.1, а) и контурной диаграммы (рис. 14.1, б) электронной плотности. В результате такого распределения электронной плотности молекула фтороводорода представляет из себя диполь, положительный полюс которого — это 5+ 5- [c.249]

Существенный вклад в распределение электронной плотности пептидной группы цвиттер-ионной формы (II) должен сказаться в увеличении отрицательного заряда на карбонильном кислороде (по сравнению с ацетоном), что и подтверждается результатами расчета интенсивностей ИК-полос поглощения (см. табл. П.З и II.6). Это полностью согласуется также с таким известным экспериментальным фактором, как предпочтительное протонирование амидов и пептидов по атому кислорода [41], а не азота, как это обычно имеет место. Амиды являются слабыми основаниями значения рК , например, у ацетамида и N-метилацетамида составляют соответственно 0,35 и 1,0. В то же время они могут выступать и как слабые кислоты, рЕа кислотной диссоциации у формамида равно 17,2, а у ацетамида - 17,6 [42]. В соответствии с этим пептидная группа проявляет двойственную способность к образованию водородных связей, выступая одновременно в качестве акцептора протона (С=0) и его донора (N-H). Образование водородных связей ведет к еще большей поляризации групп, [c.150]

Третья особенность олигопептидов — неоднородное распределение групп, способных вступать в водородные связи как с растворителем, так и с соседними фуппами. При определенных условиях водородная связь может сопровождаться переносом протона к протон-акцепторному атому и образованием ионной пары. [c.102]

Однако знания о распределении молекул между мономерными, димерными и полимерными формами ассоциации, характере этих ассоциаций и обусловливающих их причинах чрезвычайно малы. Прогресс в понимании этих вопросов может быть достигнут лишь при тщательном изучении особенностей ассоциации в пределах ряда соединений одного класса, различающихся между собой деталями строения, определяющими возможности образования водородных связей как по атому водорода, так и по атому кислорода гидроксильной группы. [c.96]

Окись углерода и водородный атом могут присоединяться с любой стороны двойной связи. Так, пропилен нри оксосинтезе образует смесь, состоящую на 60% из нормального и на 40% — из изомасляного альдегида. Олефпн с двойной связью как в конце, так и в середине молекулы, например пентен-1 или пентен-2, дают практически одинаковое распределение альдегидов Сд нормального и изомерного строения. Это свидетельствует о том, что происходит быстрая изомеризация. Незначительно разветвленные структуры присоединяют СО главным образом к крайнему углеродному атому изобутилен образует 95% изовальерьянового альдегида и только 5% триметилацетальдегида. [c.579]

Исследования вг>швили недостаточность указанных выше положений теории цепных реакций. Как показано на большом экспериментальном материале метильные радикалы с высокой эффективностью присоединяются к молекулам, имеющим в своем составе электронно-акцепторные функциональные группы,, с образованием новых С—С-связей. Эти группы, притягивая к себе электроны, создают неравномерное их распределение, в результате чего в молекуле появляется некоторый положительный заряд. При столкновении метильного радикала е такой молекулой может образоваться переходный комплекс а результате взаимодействия неспаренного электрона радикала с одним из электронов орбиталей зр . Из всех возможных путей стабилизации этого комплекса вероятнее всего оказывается спаривание электрона радикала с электроном одной из орбиталей 5р молекулы углеводород , что будет означать образование новой С—С-связ1( и уход в объем соответствующего водородного атома. Образовавшийся при этом водородный атом дает начало новой цепи [c.311]

Переход от первичных или вторичных аминов к симметричным третичным аминам наиболее подробно показан в ряду лаурильных аминов в табл. 3. Когда водород первичного амина замещают на метил, этил и более длинную цепь, коэффициент распределения в хлороформ вначале растет, а затем падает, в то время как коэффициент распределения в бензол, начиная с очень низкого значения, растет до более высокого уровня. Подобным же образом, когда один водородный атом вторичного амина замещают на метил-, бутил- или лаурил-радикал, коэффициент распределения для хлороформа падает, а для бензола — возрастает. Замена метильной группы на фенильную в метилдилау-риламине сдвигает экстракцию в том же направлении, что и удлинение цепи, но с несколько меньшим эффектом, чем это наблюдается для три-н-октил- и трилауриламина. Введение гидроксильных групп снижает экстракционную способность ряд дилаурильных третичных аминов с содержащими ОН-группы алкилами различной длины дает сходные результаты [12]. [c.200]

Привлекает внимание то, что соотношение скоростей обеих конкурирующих реакций, видимое по соотношению количеств продуктов реакции, изменяется по мере протекания реакции, т. е. является разным при проведении реакции до 3%-ного или 5%-ного превращения. Само по себе энергетически неблагоприятное расщепление кольца, которое при малом проценте превра-и1ения находится в очень невыгод юм положении, при увеличении длительности реакции, или, как говорят еще, глубины реакции, становится все более заметным по сравнению с дегидрированием. Это возможно только в результате автокатализа. Автокаталитическое действие оказывают образовавшиеся ненасыщенные углеводороды, так как если к циклопентану заранее прибавить этилеи или пропей, то расщепление кольца происходит быстрее с самого начала. Возможно, что ненасыщенный углеводород отдает в реакционном клубке один атом водорода углеродному атому циклопентана и одновременно приобретает другой от соседнего атома. Таким образом, иенас1лщенный углеводород сам остается неизменным, в то время как в кольце устанавливается следующее нестабильное и вскоре распадающееся распределение водородных атомов [c.483]

Причиной молекулярной ассоциации в водных растворах и многих жидкостях часто является возникновение водородной связи между соприкасающимися полярными частями молекул, содержащих, например, гидроксильные группы (см. стр. 164). Такая ассоциация проявляется также и при адсорбции на адсорбентах, содержащих на поверхности гидроксильные группы, например при адсорбции воды, спиртов, аммиака, аминов и т. п. на поверхностях гидроокисей, т. е. на гидроксплированных поверхностях силикагелей, алюмогелен, алюмосил икатных катализаторов и т. п. адсорбентов. Поверхность силикагеля покрыта гидроксильными группами, связанными с атомами кремния кремнекислородного остова. Вследствие того что электронная -оболочка атома кремния не заполнена, распределение электронной плотности в гидроксильных группах поверхности кремнезема таково, что отрицательный заряд сильно смеш.ен к атому кислорода, так что образуется диполь с центром положительного заряда у атома водорода, размеры которого невелики. Часто молекулы адсорбата, обладающие резко смеш,енной к периферии электронной плотностью или неподеленными электронными парами (например, атомы кислорода в молекулах воды, спиртов или эфиров), образуют дополнительно к рассмотренным выше взаимодействиям водородные [c.496]

Рис. 4-3. Водородные связи. В связях этого типа атом водорода неравномерно распределен между двумя электроотрицательными атомами. Атом, с которым водород связан ковалентно, служит донором водорода, а электроотрица-тельньй атом другой молекулы акцептором.

Для объяснения этих наблюдений Чубар [5] высказала предположение, что различное стереохимическое течение перегруппировки обусловливается различным распределением электронного облака в енолят-анионе. Если анион специфически сольватирован метиловым спиртом, то благодаря водородной связи его я-элек-тронное облако сильно стянуто на кислородный атом и атом углерода енолятной группировки близок к зр -гибридизации (VI) если же в качестве растворителя используется апротонный растворитель, то атом углерода имеет значительный отрицательный заряд и его состояние близко к 5р -гибридизации (VII) [c.244]

Еще одним важным объектом изучения структуры аморфных тел являются вода и водные растворы солей. История и основные результаты изучения структуры воды и растворов, полученные до 1956 г., приведены в книге Самойлова [199] и повторяться здесь не будут. Укажем лишь на основополагающую работу Бернала и Фаулера (1933 г.), которые из анализа кривой радиального распределения пришли к выводу, что вода имеет структуру типа кварца, поскольку каждая молекула Н2О окружена по тетраэдру четырьмя другими молекулами Н2О на. расстояниях в 2,76 А. Соседние молекулы воды соединены водородными связями так, что каждый атом водорода одной молекулы Н2О ориентирован к атому кислорода другой молекулы, а каждый атом кислорода молекулы воды соединен с двумя атомами водорода из двух соседних молекул Н2О. Более полное рентгенографическое исследование воды, выполненное Морганом и Уорреном (1938 г.), показало, что в действительности КЧн20 = 4,4 по сравнению с КЧ = 4 для льда. Это обстоятельство связано с тем, что при плавлении такой ажурной постройки, как лед, отдельные молекулы проваливаются в межмолекулярные пустоты и поэтому увеличивают плотность расплава по сравнению с твердым телом. Поскольку структура льда представляет собой систему водородных связей, повышение температуры, приводящее к разрыву или ослаблению водородных связей, позволяет молекулам в возрастающей, степени осуществлять плотнейшую упаковку и приводит к увеличению КЧ и плотности воды. [c.160]

Согласно качественному описанию Н-связи в ионе НР г, которое дал Пиментел с помощью. метода молекулярных орбиталей, одна электронная пара находится на молекулярной орбитали, охватывающей 3 атома (трехцентровая молекулярная орбиталь), каждая связь, естественно, является слабой другая электронная пара находится на несвязывающей орбитали. Аналогичное распределение четырех электронов имеется и в других водородных связях. Все три ато.ма в водородной связи обычно изображаемые X—Н--- лежат на пря.мой линии и изгиб связи при Н энергетически невыгоден. [c.122]

Дальнейшее развитие представления Уонга нашли в работе Розена [6], который ввел дополнительные члены для учета взаимной поляризации водородных атомов, т. е. для оценки изменения в распределении заряда одного атома по мере приближения к нему другого. Измененная Уонгом атомная орбита и А (1) умножалась на выражение 1 + а/-41 соз бд , де о —переменный параметр, а бд —угол между т-д и линией, соединяющей центры обоих ядер (рис. 8). Аналогичным образом были изменены и другие собственные функции. Нетрудно видеть, что если угол б мал, т. е. если электрон находится в области между двумя ядрами, то собственная функция будет превышать свое обычное значение 1х дру гими словами, эффект поправки заключается в том, что электронные распределения, соответствующие каждому атому, выпукло деформируются в направлении друг к другу. В том, что деформация электронного распределения обусловлена величиной 1 4- з г соз б, можно убедиться также и следующим образом при умножении на измененную Уонгом орбиту 1 поправочный член принимает форму [c.102]

Типы водородных связей , встречающиеся в структурах аминокислот и их производных, определяются наличием в них групп СОО , СООН, ]ЧНз+, СО, КНг+, ОН, ионов С1 , Вг , молекул воды НгО и т. д., активных в смысле образования этих связей. Их длины и соответствующие им углы X — У. .. (У-донор, -акцептор, Х-атом, с которым атом У связан ковалентно) приведены в табл. 57. На рис. 81, а, б, приводятся диаграммы распределения длин водородных связей и размеров углов для наиболее распространенных типов связей [124]. Они построены на основании данных, полученных ронтгеноструктурным, электронографическим и нейтронографическим методами для разных классов соединений. На вертикальных осях диаграмм отложено количество связей, наблюдаемых в определенном интервале длин (А = 0,05 А) и углов (А = 5°), а иа горпзонта.льных — сами интервалы, с указанием их средних значений. Черные прямоугольники соответствуют связям, определенным с точностью 0,05 А и выше, заштрихованные — с точностью ниже 0,05 А. Кроме того, на диаграммах приводятся средние значения длин, углов и стандартные отклонения для различных типов связей. Из сравнения табл. 57 и диаграмм видно, что длины водородных связей и размеры углов, встречающиеся в кристаллах амршокислот, варьируют в пределах, обычно наблюдаемых для других соединений. [c.151]

Растворение нельзя рассматривать как простое механическое распределение одного вещества в другом. Обычно в растворе происходит взаимодействие между молекулами одного и того же компонента (однородных молекул) и между молекулами разных компонентов (разнородных молекул). Если отсутствует химическая реакция, то это взаимодействие вандерваальсово. Под таким названием объединяется несколько типов межмолекулярного притяжения, являющихся частными случаями электростатического взаимодействия ориентационное притяжение между молекулами с постоянным диполем, индукционное притяжение между молекулами с постоянным диполем и молекулами с наведенным диполем и т. д. В результате взаимодействия однородных молекул чаще образуются временные статистические сочетания молекул (ассоциаты)— димеры и полимеры, прочность которых может уменьшаться, особенно при увеличении температуры. Между молекулами ассоциированной жидкости образуются кратковременные непостоянные связи, например водородная связь ( 7), реализующаяся за счет электростатического притяжения протона одной молекулы к аниону или электроотрицательному атому (4п-ора, кислорода, азота, хлора) другой молекулы. В результате взаимодействия растворенного вещества с растворителем могут образоваться сольваты (в воде — гидраты). Изложенное позволяет утверждать, что растворы — гомогенные системы, состоящие не только из растворителя и растворенных веществ, но и продуктов их взаимодействия. [c.72]

Что же понимают под водородной связью [154, 155] Из определений молекулярных весов, измерений коэффициентов распределения между различными растворителями, а также инфракрасных спектров известно, что, например, вода, спирты, енолы, фенилы, амиды могут ассоциировать, а кар новы кислоты — димеризоваться. Так как простые эфиры спиртов, енолов и фенолов, сложные эфиры карбоновых кислот, N-метилированные амиды кислот — в общем все соединения, у которых соответствующий атом водорода замещен алкильным остатком, не обнаруживают подобной ассоциации, то она должна быть связана с наличием Н-атомов в соответствующих- соединениях. Латимер и Родебуш [156] (см. также обзоры [157—163] исследования межмолекулярной связи, обусловленной межмолеку-лярной мезомерией, см. [164]) первыми указали на общее значение этого эффекта и предположили, что ядро водорода может удержать не только один, но и два электрона двух различных атомов. [c.346]

При рассмотрении экстракционного поведения элементов в системах с нитратом тетраалкиламмония, в которых нет водородной связи, оказывается, что эти системы вполне аналогичны системам с третичным алкиламмо-нием. На рис. 8 представлены коэффициенты распределения /-элементов, полученные при экстракции аминами с общей формулой ( 8Hi7)2NR-HNOg и ( gHi7)gNR-N03, где R — метил, бутил (пропил) и октил. Видно, что по мере увеличения длины радикала коэффициент распределения элементов в обеих системах меняется вполне симбатно фактор разделения Ат— m и Се—Ей уменьшается, а фактор разделения m— f проходит через максимум, хотя значения коэффициентов распределения трехвалентных металлов в третичных и четвертичных аминах различаются почти в 50 раз. [c.215]

Рассмотрим принципиальные основы решения уравнений атомарной кинетики на примере водородной плазмы. Введем упрощаюшие предположения. Для свободных электронов принимается максвелловская функция распределения по скоростям с постоянной электронной температурой Те. Пусть степень ионизации плазмы такова, что наиболее вероятными из элементарных процессов являются соударения атомов с электронами первого и второго рода и маловероятны процессы межатомных и атом-ионных столкновений, а также однократные столкновения, приводящие к ионизации, радиационной и тройной рекомбинации. Как показал анализ, для достаточно плотной плазмы электрон-ионную рекомбинацию и ионизацию следует рассматривать как процессы хаотического движения электрона по энергетическим уровням. В рамках сделанных допущений система уравнений баланса заселенностей в пространственно однородном случае имеет вид [c.115]