Типы связей и расположение атомов

Теперь атом Н имеет на своей валентной орбитали два электрона, подобно гелию, а у атома I восемь электронов, как у Хе. Льюис выдвинул следующий принцип атомы образуют химические связи в результате потери, присоединения или обобществления такого количества электронов, чтобы приобрести завершенную электронную конфигурацию атомов благородных газов. Тип образующейся связи-ионный или ковалентный-зависит от того, происходит ли перенос электронов или их обобществление. Валентность, проявляемая атомами, определяется пропорциями, в которых они должны объединяться, чтобы приобрести электронные конфигурации атомов благородных газов. Теория Льюиса объясняет тип связи и последовательность расположения атомов в молекулах. Однако она не позволяет объяснить геометрию молекул. [c.466]

В графите каждый атом углерода находится в вершине плоского шестиугольника. Он образует три ковалентные связи, расположенные в одной плоскости, углы между которыми составляют 120°. Четвертый валентный электрон не локализован он образует связь типа металлической, его подвижность тем не менее ограничена близким соседством с плоскостью шестиугольников. [c.120]

Начнем с рассмотрения типов связи в соединениях углерода (рис. 7.1). Основное состояние Р) атома углерода отвечает ст-двоесвязному атому, валентности которого направлены друг к другу под прямым углом. Однако ни для одной из приведенных на рис. 7.1 молекул такого положения не наблюдается. Указанное несоответствие можно преодолеть, если перевести атом углерода в возбужденное состояние 5 см. рис. 7.2) и из четырех орбиталей (25,2рх,2ру,2рг), на каждой из которых находится по одному электрону, образовать четыре новые орбитали в виде линейных комбинаций исходных орбиталей. Оказывается, что новые орбитали, называемые гибридными, эквивалентны и имеют совершенно иную направленность в пространстве по сравнению с исходными оси новых орбиталей направлены друг к другу под углом 109°. Нетрудно представить себе пространственное расположение этих орбиталей если поместить ядро атома в центр правильного четырехгранника (тетраэдра), каждая из гибридных орбиталей будет направлена в сторону оДной из его вершин. Указанные орбитали называют хр -гибридными или тетраэдрическими иногда их обозначают как 1еь 1ег, 1ез, 1в4. [c.163]

Структура и строение. Свойства веществ определяются массами и зарядами ядер атомов, из которых они построены, пространственным расположением атомных ядер и типом связи, существующим между атомами в молекулах этого вещества. Массы атомов (за исключением водорода — дейтерия) существенны только для очень немногих свойств веществ, в первую очередь для удельных весов. Большинство свойств зависит в основном только от пространственного расположения атомных ядер и от числа и состояний электронов, которые в конечном счете опять-таки определяются зарядами ядер. Расположение ат,омных ядер в веществе считают его структурой. От структурных данных отличают данные, относящиеся к электронным состояниям молекул (распределение электронов у различных атомов, характер их взаимодействия или тип связи, пространственное расположение связей) эти результаты рассматривают как данные о строении молекул. [c.328]

Многие ненасыщенные органические молекулы и ионы, помимо тех, которые будут рассмотрены в этой главе, способны образовывать более или менее устойчивые комплексы с переходными металлами в низких состояниях окисления. Среди них есть молекулы, которые образуют так называемые л-комплексы о них речь пойдет в следующей главе. Выделение этой группы комплексов вполне оправданно, поскольку они представляют собой качественно отличный тип соединений с точки зрения типа связи. Лиганды, рассматриваемые в данной главе, образуют связи с атомом металла за счет о-орбиталей и проявляют свою я-кислотность, используя л-орби-тали, в узловых плоскостях которых расположены оси а-связи. В противоположность этому в я-комплексах лиганд предоставляет неподеленную пару электронов, расположенную на я-орбитали, а также принимает электроны атома металла на я-орбиталь. В результате атом металла в я-комплексах располагается вне плоскости молекулы лиганда, в то время как в случае комплексов, рассматриваемых в данной главе, атом металла лежит либо на оси линейного лиганда, либо в плоскости плоского лиганда. [c.114]

В молекуле циклогексана, имеющего форму кресла , каждый атом углерода имеет два типа связей одну экваториальную (е) и одну аксиальную (а) (рис. 28). Аксиальные связи направлены вдоль оси, перпендикулярной плоскости циклогексанового кольца, а экваториальные лежат в плоскости кольца и направлены радиально от нее. Такое расположение связей в форме кресло делает ее выгоднее ванны , так как в последнем случае водородные атомы в положениях 1 и 4 оказываются в заслоненном положении, что резко повышает энергию этой конформации. Форма кресло имеет шесть скошенных конформаций, которые характеризуются относительно слабыми взаимодействиями. [c.261]

Аналогичным образом ведут себя и некоторые другие я-аллильные группы. Однако, как легко можно заметить, стереоселективность реакций значительно снижается, если структуры син-и анги-конфигураций близки между собой. Например, легко получить гранс-двойную связь, если отнесение конфигураций к син- или ангы-типам определяется расположением сильно различающихся заместителей, таких, как метильная группа и атом водорода, что видно из сравнения следующих структур [c.268]

Тип связи атомов в молекулах органических и неорганических веществ различен. Согласно современным представлениям, любой атом состоит из ядра, в котором сосредоточена большая часть массы атома, и электронов, вращающихся вокруг ядра на разных расстояниях и расположенных слоями или оболочками. [c.14]

Литийорганические соединения относятся к числу тех немногих соединений щелочных металлов, которые обладают свойствами типичных ковалентных соединений—растворимостью в углеводородах или других неполярных растворителях и высокой летучестью. В основном они представляют собой жидкости или низкоплавкие твердые вещества очевидно, молекулярная ассоциация является важной структурной их особенностью. Кристаллическая структура этиллития [1] служит примером этого. Как видно из рис. 8.1, она состоит из приблизительно правильных тетраэдров, образованных атомами окруженными этильными группами. Две связи И — Ьт равны 2,52 А, в то время как другие четыре приблизительно равны 2,63 А. а-Углеродный атом каждой этильной группы расположен ближе к одному из атомов (Ы—С = 2,19 А) и несколько дальше от двух других атомов Ы(Ь1—С 2,50А), принадлежащих той же грани тетраэдра. Мостиковые связи, осуществляемые этими а-углеродными атомами, относятся к делокализованному, электронодефицитному многоцентровому типу связи,установленному [c.64]

Р — напряженность электростатического поля, определяемая уравнением (17), р, —дипольный момент молекулы. Поскольку возникающее поле не очень сильно и его напряженность весьма быстро падает с удалением от поверхности, то доля его участия в энергии адсорбции может быть значительной только в том случае, если полярная молекула обладает достаточно большим дипольным моментом и диполь расположен в молекуле таким образом, что он может приблизиться к поверхности на очень близкое расстояние. У водородсодержащих соединений, таких, как вода, аммиак, органические оксисоединения (спирты, фенолы), органические амины и кислоты, диполи образованы водородными атомами функциональных групп и атомами, с которыми водородные атомы связаны. Во всех этих молекулах диполи находятся вблизи периферии молекул и, кроме того, они всегда направлены своими положительными концами к внешнему краю функциональных групп. Поскольку у большинства ионных поверхностей внешний слой образован отрицательными ионами (см. разделы IV, 2 и V, 4), при приближении к ним дипольных молекул периферические диполи последних обнаруживают сильную тенденцию ориентироваться перпендикулярно поверхности с образованием максимально тесного контакта между водородным атомом каждого диполя и одним из отрицательных ионов поверхности (ионов галоида или кислорода) [18а]. В результате этого поверхности неорганических солей и окислов обладают сильно выраженной тенденцией к прочной адсорбции молекул воды [32], а также молекул органических спиртов, фенолов, аминов и кислот. Поверхности белковых веществ имеют внешние отрицательные заряды, связанные, например, с атомами кислорода групп СО, и поэтому периферические диполи могут адсорбироваться на них так же, как на поверхности неорганических веществ. Кроме того, поверхности углеводов и белков обладают собственными периферическими диполями (группы ОН и ЫН), которые могут легко притягивать дипольные молекулы, в частности молекулы воды. В этом случае атом кислорода адсорбированной молекулы воды приходит в непосредственный контакт с водородным атомом поверхностного диполя [33]. В последние годы все эти типы связей, образованных периферическими диполями, часто рассматриваются как частные случаи водородных связей [34]. [c.37]

Однако этого не происходит, так как атом водорода обладает значительными валентными силами, оставшимися не использованными полностью после взаимодействия с атомом фтора и за счет этих сил (водородная связь) каждый атом водорода стремится находиться в окружении атомов фтора. Поэтому у кристаллов веществ типа галогенидов при нуле градусов должен быть полный порядок в расположении атомов и 5о=0, что и подтверждается экспериментально. Иное дело, когда кристалл состоит из двухатомных молекул, атомы которых близки по размерам и при образовании молекулы валентные силы каждого атома полностью исчерпываются другим атомом. Тогда дополнительное взаимодействие с другими атомами невозможно, и молекулы такого вещества располагаются беспорядочно в кристаллической решетке. К числу [c.159]

Экспериментальным доказательством монодентатной координации через атомы кислорода карбоксильных групп служат контактные сдвиги в спектрах ПМР растворов гистидинового комплекса Со(П) (растворы в ВгО при низких значениях рО) 31], а также частоты валентных колебаний карбоксильных групп в ИК-спектрах комплексов 1 1 о,ь-аланина и ь-гистидина с элементами первого переходного ряда [32]. Кроме того, взаимодействие металлов с атомами кислорода карбоксильных групп без хелатообразования было обнаружено для ряда комплексов, имеющих кристаллическую структуру и выделенных при низких значениях pH. Можно было бы подумать, что между положительно заряженными ионами металла и отрицательно заряженными карбоксильными атомами кислорода образуется простая связь, в которой доли ковалентного и ионного вкладов зависят от электроотрицательности металла. Однако такое предположение было бы слишком оптимистичным. На рис. 4.1 показаны пять типов взаимодействий металлов с атомами кислорода карбоксильной группы, которые можно обнаружить в кристаллической структуре комплексов аминокислот и пептидов. При взаимодействии по типу а один атом металла связывается с одним карбоксильным атомом кислорода. При взаимодействии по типу б свободный карбоксильный атом кислорода связывается, но не так сильно со вторым атомом металла. В форме в карбоксильная группа более или менее одинаково связывает два атома металла, при этом она сама становится симметричным мостиком между ними. (Различия в ИК-спектрах дают возможность дальше подразделить типы б и в в соответствии с расположением относительно связей металл — кис- [c.158]

Металлоорганическая химия переходных металлов поистине безгранична — множество новых соединений еще не открыто. Вспомним, например, что имеются 24 переходных элемента и что известны тысячи лигандов. В состав одного комплекса могут входить лиганды различных типов и не один атом металла. Как уследить за всем этим многообразием Существуют ли подходы к систематизации этих соединений и их реакций Материал в разд. I расположен таким образом, чтобы упорядочить и прояснить эту обширную область химии. Так, в гл. 2 изложены фундаментальные концепции, относящиеся к типам связей, определены основные понятия, такие, как формальная степень окисления, (1-электронная конфигурация, общее число валентных электронов и координационное число. [c.11]

Структуры С несколькими парами соседних слоев типа Л. Если все слои находятся точно друг под другом (например, все типа А), то все пустоты занимают позиции Ь и с и окружены шарами, расположенными тригонально-призматически. В кристаллах с преимущественно ионным типом связи такого типа координация не должна осуществляться в кристаллах других типов она возможна по ряду причин 1) атом может иметь со-ответствуюш,им образом направленные связи 2) возможно существование определенного взаимодействия между шестью атомами, образующими тригонально-призматическую группу, которое делает ее более устойчивой, чем обычная октаэдрическая группа 3) специфическое взаимодействие осуществляется между атомами, расположенными в пустотах, и в результате координация этих атомов подчиняется другим требованиям к типу связывания или упаковки. Возможно, что именно это имеет место в структуре АШг. Очевидно, что довольно трудно (если вообще возможно) различить случаи (1) и (2). В двух структурах, схематически представленных на рис. 4.8,а и б (структурные типы С и Ы1Аз), между атомами соседних слоев осуществляются связи металл — металл. МЬ8 кристаллизуется в обоих структурных типах. Другое, более привычное, описание структуры Ы1Аз дано в разд. 17.1.3 (т. 2). [c.185]

Электронное строение и типы связей элементов периодической системы - ключ к пониманию Сфуктуры и свойств простых и сложных веществ, образованных эти.ми элементами Два или более атомов располагаются друг около друга так, как это энергетически выгодно. Это справедливо независимо от того, сильно или слабо связана фуппа атомов, содержит эта фуппа лишь несколько или 10 атомов, является расположение атомов упорядоченным (как в кристалле) или неупорядоченным (как в жидкости). Группа ато.мов устойчива тогда и только тогда, когда энергия атомов, расположенных вместе, ниже, чем у отдельных атомов. Единственной физической причиной конкретной кристаллической сфуктуры любого элемента и его модификаций является перекрытие валентных и подвалентных оболочек его атомов, приводящее к образованшо определенных межатомных связей. Число протяженность и симмефия орбиталей атомов данного конкретного элемента полностью определяют число, длину, ориентиров и энергию межатомных связей, образующихся в результате перекрытия этих орбита-лей, а следовательно, размещение атомов в пространстве, т е. кристаллическую структуру, основные физико-химические свойства элемента. [c.30]

Систематическое исследование соединений, в которых металлический атом связал с несколькими углеродными атомами, началось с работы Пфафа и Фишера (1953 г.). Рентгеноструктурный анализ ферроцена Ре (С5Нб)2 (бис-циклопентадиенпла двухвалентного железа) показал, что структура его молекулярная и состоит из двух плоских параллельно расположенных углеводородных пятиугольников, причем каждая вершина (атом углерода) одного пятиугольника приходится между двумя вершинами второго пятиугольника. Между этими двумя пятиугольниками в центре симметрии на оси пятого порядка молекулы размещается атом железа (рис. 377). Такие структуры стали называть сендвичевыми. Расстояние Ре — С, равное 2,0 А, точно соответствует сумме ковалентных радиусов. Поскольку плоская форма органических радикалов связана с наличием в них я-связей, и этот же тип связи обусловливает соединение их с металлическим атомом, постольку подобные соединения стали называть я-комплексами, а самую связь — многоцентровой. [c.386]

Экспериментсшьно установлено два типа связи водорода с медью,никелем, платиной, железом и вольфрамом [44,45]. При г-типе связи атом водорода заряжен отрицательно и расположен над поверхностным атомом металла на расстоянии 0,25 нм при 5-типе атом водорода заряжен положительно и находится между ионами металла на глубине -V 0,05 нм. При адсорбции 5-типа водород ведет себя, подобно растворенному водороду в решетке металла. Большое влияние на проникновение водорода в металл оказывают стимуляторы или промоторы наводороживания. К основным стимуляторам относятся гидриды элементов И / , Аз, 5в, В / и и /5, 5е, Те/ групп, которые увеличивают долю внедряющегося в сталь водорода 43,46,47]. Только гидриды перечисленных элементов проявляют катализирующее действие. Слои элементных Аз, 5в, 5е и Те, которые в определенных условиях осаждаются на поверхность металла, тормозят проникновение водорода, т.е. действуют как ингибиторы наводороживания 43]. Катализирующее действие гидридов может достигаться за счет торможения рекомбинации или в результате облегчения разряда в обоих случаях растет степень заполнения поверхности адсорбированными атомами водорода. Предполагается, что промотирующие гидриды снижают энергию активации процесса Н, уменьшая силы сцепления между атомами металйа 47]. На рис. 2 показана относительная эффективность новодороживания стальных катодов под действием некоторых элементов, введенных в количестве 10 мг в 10%-ный раствор серной кислоты [46]. Как [c.17]

При дигидроборировании алкинов оба атома бора присоединяются к одному и тому же атому углерода. В случае алкинов с внутренним расположением тройной связи окисление продуктов реакции приводит преимущественно к кетонам, а если исходным продуктом является алкин с тройной связью, расположенной на конце цепи,— то к альдегидам. Истинная природа борорганических соединений последнего типа в настоящее время исследуется [9]. [c.205]

Насколько известно, все ионы с тремя атомалш являются линей-нылп , причем в середине расположен самый тяжелый атом. В случае СШг.Г, однако, не известно, какая имеется структура Вг—С1—Вг или Вг—Вг—С1. Структура весьма неустойчивого и сильного окислителя N0+01 Р,7 не определена, но, вероятно, она также линейна 1301. Ион 1С1 представляет собой плоский квадрат. Структура 1Рб неизвестна. Как упоминалось в гл. 15, знание этой структуры (а также изоэлектронной ей ХеР ) было бы важным для оценки и усовершенствования теоретических положений о типах связи в таких соединениях. Ионы 1 , и 1 — весьлга подвижные агрегаты. В солн с тетраметила.ммонием имеет структуру, приведенную на рис. 22.2. Короткое расстояние I—I больше, чем в. люлекл ле Р, (2.67А), но длинное расстояние I — 1 свидетельствует об очень слабой связи, и потому ион люжно считать состоящи.м из двух молекул 1 , довольно слабо координированных с 1 . [c.451]

Отметим, что классификация химических связей не совпадает с классификацией соединений уже потому, что в одном и том же соединении могут встречаться разные типы связей (на разных его участках). Кроме этого, например, соединение с валентными связями при возбуждении, связанном с расспарнванием электронов, переходит в состояние с невалентными, орбитальными связями. Далее, один и тот же атом в разных условиях может образовать как валентные, так и координационные соединения при наличии в нем достаточно близко расположенных -орбиталей. Например, в 8пК4 (К — радикал) связи валентны, а 5п в октаэдрическом окружении образует координационные связи. [c.14]

Однако вскоре выяснилось, что ароматический характер групп С5Н5, на который указывали Кили и Посон, может привести к совершенно иному типу связи, при котором тс-электроны кольцевой системы внедряются на -орбиты железа [33]. Поэтому логичнее всего представить себе структуру в виде двух плоскопараллельных колец, между которыми на равном расстоянии от каждого расположен атом железа, а 10 атомов углерода обоих колец размещены так, что образуют пентагональную антипризму. [c.269]

Атом ртути ацетоксимеркурсульфаниламида находится на значительно большем расстоянии от цинка, т. е. бензольная часть сульфамида лежит в щели, ведущей к иону цинка [22]. Низкие константы диссоциации сульфамидных комплексов карбоангидразы в растворах (10- —10 М) [111—114] свидетельствуют о том, что кроме координационных имеются и другие типы связей между белком и циклической частью молекулы сульфамида. Изменения в спектрах поглощения и флуоресценции связанных сульфамидов свидетельствуют о гидрофобном характере связывающей полости [30, 103, 105]. Однако основание этой полости, расположенное вокруг атома цинка, может быть достаточно гидрофильным. [c.610]

В течение последних лет, однако, за рубежом и в СССР интенсивно изучается совершенно новый класс веществ с многоэлектронными связями, которые в некотором смысле можно также назвать дефицитными структурами-Это так называемые комплексы сендвичевого типа, в которых атом металла расположен между двумя параллельными циклопентадиенильными или бензольными кольцами [13]. В качестве примера приведем дициклопентадиенил-железо (ферроцен) и дибензолхром [c.150]

Ковалентные радиусы. Путем рентгеновского анализа различных кристаллов, в которых связи почти наверное ковалентны, были найдены межатомные расстояния основываясь на этих исследованиях, Паулинг и Хэггинс [36] рассчитали радиусы различных атомов в соединениях с ковалентной связью их данные—чисто эмпирические, но они могут использоваться для проверки экспериментальных данных. Величина радиусов, конечно, зависит от валентного состояния атома и от того, какой из типов связей, рассмотренных в 15.2, представлен в соединении. Паулинг и Хэггинс сначала рассмотрели радиусы атомов с 5р -тетраэдри-ческими связями. Обозначая связь, как 5р -тетраэдрическую, мы вовсе не обязательно должны подразумевать под этим координационное число атома, равное четырем. Так, оказывается, как было отмечено в 15.2, что кислородные связи в воде могут принадлежать к этому типу, хотя к кислороду и присоединено всего лишь два водорода. В табл. 33 приведены тетраэдрические радиусы, по Паулингу и Хэггинсу. Они были найдены следующим путем. Для С, 81, Ое и8п радиус приравнивался половине найденного межатомного расстояния в кристаллах типа алмаза, в которых каждый атом окружен четырьмя атомами того же рода, расположенными в вершинах правильного тетраэдра. Радиус серы принят равным половине расстояния между атомами серы в пирите, РеЗз, или гауерите, МпЗз- В этих кристаллах каждый атом серы окружен четырьмя другими атомами—атомом серы и тремя атомами железа [c.316]

Рентгеноспектральный метод позволяет определить эффективные заряды атомов, а следовательно, и тип химической связи в соедине-ненн5.х. Для этого сравнивают расположение линий рентгеновского спектра свободных атомов и их соединений. Если атом в соединении имев соответствующий эффективный заряд б, то линии спектра оказываются смещенными по сравнению со спектрами свободного атома. По величине смещения спекФральных линий соответствующими метода, и расчета определяют б. В табл. 12 приведены полученные таким путем значения эффективных зарядов атомов для некоторых соединений. [c.143]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

Смотреть страницы где упоминается термин Типы связей и расположение атомов: [c.141] [c.37] [c.49] [c.56] [c.232] [c.132] [c.290] [c.62] [c.36] [c.92] [c.138] [c.94] [c.182] [c.217] [c.227] [c.219] [c.267] [c.374] [c.24] [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология