Аммиак из межэлектронного отталкивания

С водородом углерод образует громадное число соединений различной степени сложности (см. гл. 31), но для сопоставления свойств гидридов азота, углерода и бора упомянем только простейший представитель этого класса - метан СН4. В ряду F - О - N - С уменьшение заряда ядра должно сопровождаться некоторым уменьшением энергии связи элементов с водородом. В то же время при движении в этом ряду уменьшается число неподеленных пар, остающихся в молекулах гидридов, что должно сопровождаться уменьшением межэлектронного отталкивания, а значит, наоборот, упрочнением связи. Обе эти тенденции приводят к тому, что в ряду HF - СН4 энергия связи N—в аммиаке оказывается минимальной [c.305]

Эти выводы можно сопоставить с предсказаниями, основанными на пространственных характеристиках заполненных валентных орбиталей. В молекуле воды образование связей за счет р -орбиталей означает, что молекула должна быть угловой и угол между связями должен составлять 90°, тогда как теория межэлектронного отталкивания определяет его в 109° 28. Из эксперимента мы знаем, что молекула действительно угловая, с углом в 104° 30. Для аммиака и валентные 5р -орбитали, и теория межэлектронного отталкивания предсказывают пирамидальную геометрию, в первом случае с углом 90°, во втором 109° 28. На самом деле молекула пирамидальная и углы между связями составляют 107,3°. Для молекулы метана модель межэлектронного отталкивания предсказывает тетраэдрические углы между связями в трехмерной молекуле, что полностью согласуется с экспериментом. К тому же самому выводу приводит и представление о р -гибридных орбиталях, но только метод молекулярных орбиталей может объяснить, каким образом одна 5- и три 2р-орбитали могут породить молекулярные орбитали, соответствующие четырем эквивалентным тетраэдрическим связям. [c.179]

Наблюдаемые отклонения от тетраэдрических углов в ЫНд и НаО можно интерпретировать и в рамках теории межэлектронного отталкивания. В аммиаке одна пара электронов не принимает участия в связях. Такая электронная пара называется неподеленной. В первом приближении можно считать, что она совершенно эквивалентна трем связывающим парам электронов, которые удерживают протоны в молекуле. Однако в действительности углы между связями (следовательно, и между связывающими парами электронов) составляют 107,3° — меньше, чем в тетраэдре. Это можно отнести за счет отличия в отталкивании между связывающими парами (связывающая пара — связывающая пара) — в молекуле имеется три таких взаимодействия — и между связывающей парой и неподеленной парой (связывающая пара — неподеленная пара) — таких взаимодействий в молекуле тоже три. Поскольку наблюдаемые углы между связями меньше тетраэдрических, мы приходим к заключению, что неподеленная пара (нп) сильнее отталкивается от связывающей пары (сп), чем две связывающие пары отталкиваются между собой. Сокращенно это можно записать следующим образом [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология