Атомная орбиталь участие в связи

Рис. 21. Схема перекрывания атомных орбиталей с образованием (т-связи при участии р-орбиталей и гибридных орбиталей а — перекрывание 5- и р- б — перекрывание о- и Р- в — перекрывание я- и рЗ-орбита,лей

Рис. 21. Схема перекрывания атомных орбиталей с образованием ст-связи при участии р-ор-биталей и гибридных орбиталей

Как и в ранее рассмотренных подгруппах р-элементов, с увеличением атомного номера участие 5 -электронов в образовании связей уменьшается. Особо инертна электронная пара Поэтому если для галлия наиболее характерна степень окисления +3, то для таллия + 1. Индий чаще всего проявляет степень окисления - 3. Вместе с тем для элементов Оа—1п—Т1 возрастает роль и /-орбиталей в образовании химической связи. Это сказывается на значении координационных чисел. Так, для галлия и индия типичны координационные числа шесть (зр с( -гибридизация) и четыре (зр -гибридизация), а для таллия еще, кроме того, семь (зр (1 /-гибридизация) и восемь. [c.536]

Для лучшего соответствия опытным данным необходимо ввести допущения об участии в химической связи атомов в возбужденном состоянии и о гибридизации атомных орбиталей. Изложенная здесь концепция метода валентных связей обладает определенной. стройностью и наглядностью. [c.57]

При построении одноэлектронной молекулярной орбитали для молекулы водорода надо использовать линейную комбинацию ls-атомных орбиталей изолированных атомов водорода. В этом случае атомы одинаковы и основные состояния их также одинаковы. Если молекула образована двумя разными атомами, то при образовании связи одинаковые орбитали не всегда будут участвовать в обоих атомах. Например, в молекуле НС1 у атома водорода в образовании связи будет участвовать орбиталь Is, а у атома хлора орбиталь Is никакого участия в образовании связи не принимает. Это обстоятельство заставляет обратить внимание на важное условие при образовании связи для того чтобы две орбитали могли образовать прочную молекулярную орбиталь, необходимо, чтобы соответствующие им энергии были сравнимы по величине. В приведенном примере ls-орбитали атома хлора соответствует гораздо меньшая энергия, чем ls-орбитали атома водорода, поэтому они комбинироваться не будут. Необходимо также учитывать степень перекрывания между комбинирующимися орбиталями, хотя само по себе перекрывание является недостаточным критерием для образования связи, тем не менее оно важно. Математически перекрывание выражается посредством интеграла перекрывания или ортогональности Если значение велико, то и перекрывание орбиталей и велико. Особую важность имеет перекрывание в направлении связи, но следует сказать, что перекрывание вообще принадлежит к тем факторам, которые необходимо учитывать при выборе атомных орбиталей, участвующих в построении молекулярной орбитали. Необходимо учитывать и симметрию комбинируемых орбиталей. Известно, что р-орбиталь имеет положительную и отрицательную [c.153]

На примере молекулы ЫОг рассмотрим более подробно строение трехатомных молекул угловой формы с л-связями. В образовании молекулы ЫОг принимают участие 25-, 2р -, 2ру- и 2р -орбитали атома азота, 2р -, 2ру- и 2р -ор-битали двух атомов кислорода. Из десяти атомных орбиталей образуются десять молекулярных орбиталей. Поскольку молекула N02, как и Н2О, имеет угловую форму, то о-орбитали N 2 аналогичны ст-орбиталям молекулы Н2О (с. 312). Это пять молекулярных орбиталей и и [c.362]

Энергетические уровни молекулярных орбиталей располагаются симметрично относительно энергетических уровней атомных орбиталей (рис. 6). Если в химической связи принимают участие р-электроны, то для я-орбиталей нормированные волновые функции имеют вид [c.12]

В молекулах элементов второго периода МО образуются в результате взаимодействия атомных 25- и 2р-орбиталей участие внутренних 15-электронов в образовании химической связи здесь пренебрежимо мало. Так, на рис. 49 приведена энергетическая схема образования молекулы г здесь имеются два связывающих электрона, что соответствует образованию простой связи. В молекуле же Веа число связывающих и разрыхляющих электронов одинаково, так что эта молекула, подобно молекуле Нез, [c.147]

В основу теоретического обоснования метода молекулярных орбиталей положено представление о том, что все электроны каждого атома молекулы являются общими для всей молекулы и каждый электрон принимает участие в связи. Подобно тому как каждому электрону в атоме соответствует своя атомная орбиталь, в молекуле ему соответствует молекулярная орбиталь. Из N атомных орбиталей образуется то же число молекулярных орбиталей. Заполнение электронами молекулярных орбиталей происходит в порядке возрастания их энергии и подчиняется принципу Паули и правилу Гунда. [c.234]

Однако электронная теория катализа имеет и ряд недостатков. Ионы адсорбата и ионы полупроводника рассматриваются как бесструктурные несжимаемые точечные ионы. Участием конкретных атомных орбиталей (х, р, и др.) в образовании связей катализатор— реагент пренебрегают. [c.457]

Строение и свойства двухатомных молекул Ы2, В2, Сг, N2, О2, F2, СО, N0 и др. наиболее просто, наглядно и правильно объясняются методом МО. В молекулах элементов второго периода МО образуются в результате взаимодействия атомных 2s- и 2р-орбиталей участие внутренних ls-электронов в образовании химической связи здесь пренебрежимо мало. Так, на рис. 4.20 приведена энергетическая схема образования молекулы Lia здесь имеются два связывающих электрона, что соответствует образованию простой связи. [c.127]

В рамках электронной теории катализа ие рассматривается роль атомных орбиталей в образовании связей адсорбированных молекул с поверхностью и их участие в механизме каталитических реакций. Кроме того, коллективные свойства твердых тел (например, играющее важную роль в электронной теории катализа положение уровня Ферми) не однозначно определяют каталитические свойства активных образований, подверженные сильному воздействию примесей. [c.303]

Из атомных -орбиталей могут образоваться молекулярные орбитали только ст-типа. Обратное неверно, так как молекулярные а-орбитали могут образовываться и при участии любых типов атомных орбиталей, в том числе и гибридных, причем последние обеспечивают более эффективное перекрывание по линии связи. На рис. 21 приведена схема перекрывания электронных облаков при образовании о-связей с участием р-орбиталей и гибридных орбиталей. На рис. 22 изображены электронные облака связывающих и разрыхляющих ст-орбиталей, образованных двумя з- или двумя р-ор-биталями. [c.60]

Молекулярные орбитали описанного типа называют я-орбиталями. В их образовании могут участвовать только атомные орбитали с ненулевым азимутальным квантовым числом. Атомные -орбитали (/ = 0) не принимают участия в образовании я-орбиталей. Химическую связь, образованную при заполнении электронами л-орбитали, называют п-связью. [c.61]

Что касается двухатомных молекул, то обратимся к табл. 8, где приведены энергии диссоциации гомонуклеарных двухатомных молекул главных групп периодической системы. Изменение энергий диссоциации в каждом периоде соответствует наблюдаемому во втором периоде. Это следствие того, что набор внешних МО двухатомных молекул в каждой группе аналогичен, так же как аналогичен набор внешних атомных орбиталей атомов, образующих эти молекулы. В каждой главной группе периодической системы энергии диссоциации молекул монотонно убывают сверху вниз, что связано с участием в образовании МО все более высоких АО, например 3. и Ър в з -м периоде, 4.у и 4/ в 4-м и т. д., т. е. с возрастанием экранирования зарядов ядер электронами молекулярных остовов. Единственное нарушение этого порядка наблюдается в последовательности [c.124]

Для лучшего соответствия опытным данным необходимо ввести допущения об участии в связи атомов в возбужденном состоянии и о гибридизации атомных орбиталей. [c.187]

Согласно этой теории, при образовании молекул происходит изменение формы и энергии атомных орбиталей. Вместо неравноценных, например 5- и р-орбиталей, образуются равноценные гибридные орбитали, имеющие одинаковую энергию и форму, т. е. происходит гибридизация (смешение) атомных орбита-лей. При образовании химических связей с участием гибридных орбиталей выделяется больше энергии, чем при образовании связей с участием отдельных 5- и р-орбиталей, поэтому гибридизация атомных орбиталей приводит к большему понижению энергии системы и соответственно повышению устойчивости молекулы. На рис. 11.8 представлена форма гибридной орбитали, возникающей при комбинации атомных 5- и р-орбиталей. [c.43]

Правильное изображение размещения электронов в атомных орбиталях в пределах одного подуровня является важной задачей, решение которой позволяет оценивать способность атома образовывать химические связи с другими атомами и в конечном итоге предугадывать химические свойства элемента и главные свойства веществ, образованных с его участием. [c.38]

В рабочий язык химии прочно вощли льюисовы представления и элек-тронно-точечные структурные формулы. Если известна льюисова структура молекулы, можно кое-что сказать об устойчивости, порядке, энергиях и длинах связей этой молекулы. А если воспользоваться методом ОВЭП, часто удается предсказать и геометрическое строение молекулы. В данной главе будет показано, что можно продвинуться еще дальще в определении электронного строения молекул, исходя из рассмотрения пространственной направленности и энергии валентных атомных орбиталей, принимающих участие в образовании химической связи. Этот более глубокий метод анализа известен под названием теории молекулярных орбиталей. [c.509]

При обсуждении механизма реакций с участием описанных типов карбо-кагионов предложены переходные структуры, без которых трудно объяснять некоторые экспериментальные данные. Многие из предложенных переходных структур карбокатионов представляют делокализованную электронодефицитную систему с трехцентровой двухэлектронной связью н систематизирована в работе [15]. Эти структуры имеют 2п электронов, распределенных на 2 +1, связующих атомных орбиталей. В зависимости от структуры п равняется 1,2,3,... [10] [c.72]

СЫ- или СО),, т. е. имеет место делокализация электронов, можно показать с помощью спинрезонансной спектроскопии. Необходимо построить молекулярные орбитали комплексных соединений подобно тому, как это было показано при рассмотрении молекулярных орбиталей СН4 (разд. 6.3.4). Для этого берутся определенные линейные комбинации молекулярных орбиталей лигандов, которые имеют такую же симметрию, как и атомные -орбитали центрального иона. Линейные комбинации для октаэдрических комплексов приведены в табл. А.28, а в более наглядном виде—на рис. А.58. (Индексы симметрии а1е, е , (ы и т. д. взяты из системы обозначений, принятых в теории групп, и здесь не обсуждаются.) Молекулярные орбитали комплексных соединений образуются линейной комбинацией таких атомных орбиталей металла и орбиталей лиганда, которые имеют одинаковую симметрию, так как в этом случае наблюдается максимальное перекрывание. Результаты энергетических расчетов молекулярных орбиталей представлены на рис. А.59. Разрыхляющие орбитали отмечены звездочкой. Заполнение электронами происходит, как обычно, попарно. Если в образовании связи принимают участие-12 электронов от шести октаэдрических лигандов и п -электронов металла, то первые заполняют связывающие и- и -орбитали, а -электроны — несвязывающие t2e- и разрыхляющие вг -орбитали. Последние две молекулярные орбитали играют ту же роль, как и в теории поля лигандов. Их расщепление также обозначают 10/) , хотя на энергию расщепления влияет перекрывание при образовании ковалентных связей. [c.136]

Отсюда следует, что в молекуле L1F электронный заряд на связывающей орбитали будет сосредоточен в основном вокруг ядра фтора. Вместо того чтобы измерять ЭО в электрон-вольтах, можно принять 30(Li) за условную единицу и в ней выражать ЭО остальных элементов. Так можно получить условную шкалу электроотрицательностей. Она очень близка к шкале Полинга (табл. 11), построенной им на основе термохимических расчетов. С распространением метода МО в 60-годах появились работы, в которых уточняется шкала Малликена, вводятся электроотрицательности отдельных атомных орбиталей, образующих молекулярную орбиталь. Считают 5-орбиталь более электроотрицательной, чем / -орбиталь того же слоя, поскольку на i-орбитали электрон связан с ядром более прочно и МО с ее участием более устойчива. Очевидно, что, образуя связи в различных соединениях разными орбиталями, атом имеет в этих соединениях р 1зную электроотрицательность. Однако большинство химиков пользунэтся шкалой Полинга. [c.137]

Пи-Связи (л-связи) образуются за счет перекрывания атомных орбиталей симметрично по отношению к линии, перпендикулярной линии связи. Атомные з-орбитали не могут принимать участия в образовании я-связи. Последние могут быть Лр р, Яр д, я , [c.85]

Метод МО в качестве первого этапа предусматривает отбор атомных орбиталей центрального иона-комплексообразователя исключением тех из них, которые не принимают существенного участия в образовании химической связи. Для комплексов 3 -пepe-ходных металлов можно использовать 9 АО, подходящих по энергии 3 -opбитaли (5 АО), 45-орбитали (1 АО) и 4р-орбитали (3 АО). В ряде случаев используются также вакантные 4 -opби-тали. [c.120]

Теория валентных связей предполагает участие а образовании ковалентных связей не только чистых" атомньсх орбиталей, но и "смешанных , так называемых гибридных атомных орбиталей. При гибридизации первоначальная форма и энергия орбиталей (электронных облаков) взаимно изменяются и [c.22]

Модель гибридизации атомных орбиталей. Обычно химические связи образуются за счет электронов разных энергетических состояний атома. Так, у атомов бериллия (2я22р ), бора (2з 2р ) и углерода (2з 2рЗ) в образовании связей одновременно принимают участие как э-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков, связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеСЬ, ВС1з и ССЦ, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180°, 120° и 109°28 соответственно [c.83]

С точки зрения метода МО при образовании многоатомной частицы электроны попадают в зону притяжения нескольких атомных ядер, т. е. становятся общими для всей частицы. В результате атомные орбитали трансформируются в молекулярные. Молекулярной орбиталью (МО) называют волновую функцию, которая описывает состояние электрона в поле двух или нескольких атомов. Число МО многоатомной частицы равно числу АО атомов, входящих в ее состав. При этом принимают, что атомные орбитали одного атома, сильно отличающиеся от атомных орбиталей других атомов соответствующими энергетическими уровнями, становясь молекулярными орбиталями, сохраняют свою форму. Такие молекулярные орбитали не принимают участия в химической связи и называются несвязывающими (МО " ). Электроны, находящиеся в них, обладают тем же запасом энергии, что и в исходных атомных о рбиталях. [c.66]

Химическая связь в твердом теле с координационной структурой может быть хорошо описана с позиций ММО. Если при описании простых молекул методы ВС и МО могут быть использованы одинаково широко, то образование твердых тел нельзя интерпретировать методом ВС. Здесь наиболее очевидны преимущества ММО. В рамках этого метода химическая связь между партнерами может осуществляться не только при парноэлектронных (валентных) взаимодействиях, но и при образовании невалентных орбитальных связей. В кристаллах, образовапиых с участием таких связей, электроны делокализованы или в части системы, охватывающей несколько атомов, или во всем кристалле. Например, при образовании металлических кристаллов наблюдаются большие координационные числа (как правило, 8 и 12). В то же время количества валентных электронов в металлах явно недостаточно для образования такого числа парно-электронных связей. При этом химическая связь осуществляется за счет обслуживания электроном большого числа структурных единиц (атомов). Химическая связь такого типа называется многоцентровой связью с дефицитом электронов. Таким образом, в отличие от валентных соединений здесь нельзя выделить отдельные связи, попарно соединяющие между собой соседние атомы. Хотя атомы связаны в устойчивую систему, между ними не существует классически понимаемых химических связей. Специфика взаимодействия большого количества частиц состоит в том, что при образовании ансамбля нрн сближении частиц и их взаимном влиянии друг на друга происходит расщепление атомных орбиталей. На рис. 127 показано расщепление орбиталей щелочного металла, валентный элеткрон которого находится на rts-уровне. [c.307]

В реакциях типа (111.86), идущих через трехцентровый активированный комплекс, принимают, как правило, участие одна атомная и одна молекулярная орбиталь исходных частиц. В активированном комплексе образуются трехцентровые орбитали. Атомная орбиталь атома С и связывающая и разрыхляющая орбитали, соответствующие связи А—Б, образуют связывающую, несвязывающую и разрыхляющую орбитали активированного комплекса. Три электрона в случае гомолитических реакций и четыре в случае гетеролитических могут разместиться на двух низших по энергии орбиталях и реакция не вызывает существенных затруднений. [c.140]

В этом методе л-электроны сопряженной системы рассматриваются как общие для всех углеродных атомов и находящиеся на общих молекулярных орбиталях. Число таких молекулярных орбиталей равно числу атомов, принимающих участие в образовании сопряженной системы. Молекулярные орбитали бывают связы-в-ающие — энергия электронов на этих орбиталях меньше, чем на атомных, и, следовательно, нахождение электронов на них делает систему более устойчивой несвязывающие — энергия электронов на этих орбиталях равна энергии электронов на атомных орбиталях разрыхляющие — энергия электронов на этих орбиталях больше, чем на атомных, и поэтому переход электронов на них энергетически невыгоден. Энергия л-электронов обычно выражается в резонансных интегралах р, численное значение которых определяется опытным путем. [c.20]

Для более сложных молекул многоэлектронную волновую ф-цию представляют в виде антисимметризированного в соответствии с принципом Паули произведения всех двухэлектронных ф-ций типа Хдв(1,2) и ф-ций, описывающих состояние электронов внутр. оболочек, неподеленных электронных пар и неспаренных электронов, не занятых в двухцентровых связях. Отвечающее этой ф-ции распределение валентных штрихов, соединяющих атомы в молекуле, наз. валентной схемой. Такой подход наз. приближением идеального спаривания или приближением локализованных электронных пар. Электроны соотносят отдельным атомам и в соответствии с осн. идеей приближения Гайтлера-Лондона их состояния описывают атомными орбиталями. Согласно вариационному принципу (см. Вариационный метод), приближенную волновую ф-цию выбирают так, чтобы она давала миним. электронную энергию системы или, соответственно, наиб, значение энергии связи. Это условие, вообще говоря, достигается при наиб, перекрывании орбиталей, принадлежащих одной связи. Тем самым В. с. м. дает обоснование критерия макс. перекрывания орбиталей в теории направленных валентностей. Лучшему перекрыванию орбиталей, отвечающих данной валентной связи, способствует гибридизация атомных орбиталей, т.е. участие в связи не чистых 5-, р-или -орбиталей, а их линейных комбинаций, локализованных вдоль направлений хим. связей, образуемых данным атомом. [c.345]

Другие типы гибридизации, включающие различные группы водородоподобных атомных орбиталей, приводят к различным наборам связывающих орбиталей, которые в каждом случае имеют особую пространственную направленность (рис. 8.13). Типы гибридных орбиталей, их ориентация и возникающие при образовании связей с их участием валентные углы приведены в табл. 8.5. В каждом случае число возникающих гибридных орбиталей равно числу гибриди- [c.139]

Химия висмута, как и химия всех р-элементов шестого периода, связана с особенностью строения их электронных оболочек. Как говорилось в разд. 2.7 и 2.8, проникающая способность s-элек-тронов заметно больше, чем р-электронов. Связанная с этим разница в энергиях S- и р-атомных орбиталей увеличивается по мере увеличения заряда ядра, и у р-элементов шестого периода, после появления в электронной оболочке /-электронов, эта разница уже так велика, что s-электроны предпочитают оставаться неподеленной парой атома. В результате высшая степень окисления в соединениях р-элементов шестого периода достигается с большим трудом, такие соединения редки и, как правило, являются сильными окислителями. Само явление пониженной склонности бз-электронов к участию в образовании химических связей часто называют эффектом инертной пары. [c.286]

Приведенные данные о строении алюмокислород-ных полиэдров позволяют сделать вывод о том, что каталитическое воздействие их на молекулы реагирующих соединений (доноры электронов) связано с участием Зй-атомных орбиталей и вакантных разрыхляющих орбиталей полиэдров в процессе образования л — - или р— -связей, возникающих при передаче электрона с молекулы на Зй °-орбиталь. В этом акте будут взаимодействовать орбитали с близкими энергиями и одинаковой симметрией. Такое взаимодействие молекулы углеводорода и полиэдра должно обес-печить определенную ориентацию и посадку молекулы на полиэдр или группу ( ансамбль ) полиэдров. Наиболее выгодную ориентацию молекулы на полиэдр или ансамбль полиэдров можно определить, используя метод МО ЛКАО. [c.51]