Бора в атоме водорода

Квантовая механика существенно изменила представления о строении атома. Если, по Бору, атом водорода состоит из положительно [c.36]

В соответствии с новой теорией и в противоположность упрощенной теории Бора атом водорода в основном состоянии можно описать так электрон не движется по строго круговой орбите радиусом 0,53 А, и его скорость не строго постоянна. Наоборот, электрон совершает вокруг ядра беспорядочные движения за какой-то более длительный промежуток времени он может находиться в любой точке сферической области с ядром в центре, внешняя поверхность которого не точно ограничена (в том же смысле, в каком нельзя точно определить границы земной атмосферы). Функция а 5 не уточняет границы орбитали, а лишь указывает вероятность нахождения электрона в различных точках этой области. Следует говорить не о пути движения электрона, а об электронном облаке и в связи с этим о большей или меньшей электронной плотности в данной точке. Однако теория уточняет, что максимальная плотность электронных облаков сосредоточена на сферической поверхности радиусом 0,53 А и что она быстро падает с увеличением радиуса, так что мы мало ошибемся, предположив, что атом водорода (в основном состоянии) имеет сферическую форму диаметром приблизительно 1А (рис. 21). Орбитали со сферической симметрией, подобные описанному выше типу, называются з-орби-талями. [c.79]

Если по Бору атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по круговой орбите с радиусом 0,529 А вращается электрон в виде точечного заряда, то с позиций квантовой механики картина строения атома углерода иная электрон движется не по определенной орбите, а может находиться в любом месте вокруг ядра атома. Однако вероятность его нахождения в различных местах атома не одинакова. Картина распределения величины вероятности нахождения электрона в пространстве [c.55]

Новые представления о строении электронных оболочек атома. Квантовая механика существенно изменила представления о строении атома. Если по Бору атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по круговой орбите с радиусом 0,529 А вращается электрон в виде точечного заряда, то с позиций квантовой механики картина строения атома углерода иная электрон двигается не по определенной орбите, а может находиться в любом месте вокруг ядра атома. Однако вероятность его нахождения в различных местах атома не одинакова. Картина распределения величины вероятности нахождения электрона в пространстве вокруг ядра обычно обозначается как электронное облако. Если бы можно было сфотографировать с выдержкой быстро движущийся электрон, то самые различные положения его были бы зафиксированы на снимке, который представлял бы собой изображение облака, подобного представленному на рис. 31,i>, и др. Если проследить плотность электронного облака (т. е. вероятность нахождения электрона) в направлении радиуса атома, то окажется, что у самого ядра она равна нулю, потом быстро возрастает достигая максимального значения на расстоянии 0,529 А от ядра, а затем постепенно убывает. На рис. 31 сопоставлена схема строения атома водорода по Бору, его современная квантово-механическая картина и график, показывающий изменение плотности электронного облака в зависимости от расстояния от ядра атома. [c.59]

Из пяти ГАО углерода одна ориентирована к соседнему атому водорода, а четыре других, эквивалентных ГАО, — в направлении пары соседних атомов бора. [c.216]

Частицы и волны. Теория Бора, с основными положениями которой мы познакомились в 6 и 7, давая возможность определить положение линий в спектре водородного атома (и некоторых других простейших атомных систем), не могла, как это уже указывалось, объяснить ряд других явлений, например различия в интенсивности этих линий. Она оказалась недостаточной также для объяснения строения атомов более сложных, чем атом водорода, и, что особенно важно для химии, не могла объяснить в общем случае связь между атомами в молекулах, т. е. природу химической связи. [c.43]

Успех теории Бора ограничился возможностью ее применения только к атому водорода. При попытках применения теории Бора к атому гелия она уже оказалась малоэффективной. Расчеты более сложных атомов на основе применения упрощенных представлений Бора выполнить оказалось вообще невозможно. Несмотря на внесенные Арнольдом Зоммерфельдом (1863— 1951) в теорию Бора усовершенствования, в связи с которыми была учтена возможность движения электронов в атоме не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, эта теория должна была уступить место новым воззрениям. [c.26]

Штриховой линией и пунктиром на этой схеме показаны трехцентровые связи здесь общая пара электронов занимает молекулярную орбиталь, охватывающую три атома — мостиковый атом водорода и оба атома бора. Такая орбиталь образуется вследствие перекрывания 1з-орбитали атома водорода с ер -гибридными орбиталями двух атомов бора (см. рис. 15.1). Четыре концевых атома водорода связаны с атомами бора обычными двухцентровыми двухэлектронными связями. Таким образом, из двенадцати в ентных электронов, [c.397]

Атом водорода у атомов азота мон<ет быть замещен на алкильный радикал, а у атомов бора — иа алкил или галоген. [c.340]

При развитии модели строения атома водорода Бору необходимо было преодолеть прежде всего внутренние противоречия, которые имели место в планетарной модели атома. По представлениям классической электродинамики вращающийся электрон должен непрерывно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Отсюда следует, что электрон должен упасть на ядро, а также при непрерывном излучении спектр водорода должен быть сплошным, т. е. содержать линии, отвечающие всевозможным длинам волн. Однако, как известно, атом водорода устойчив и спектр его имеет дискретную структуру (рис. 3.5). Отсюда можно было заключить, что механические и электрические свойства макроскопических тел не могут служить моделью для такой микросистемы, как атом водорода (а также вообще микросистем). Бор вынужден был искать новую модель, которая не противоречила бы известным фактам. [c.53]

Так как квантовые числа I, т и не вносят ничего в энергию электронного состояния, то все возможные состояния в данном) радиальном уровне энергетически равны. Это значит, что в спектре будут наблюдаться только единичные линии, такие, как предсказывал Бор. Однако хорошо известно, что в спектре водорода существует тонкая структура, изучение которой было толчком к развитию теории Бора — Зоммерфельда для атома водорода. Очевидно, что простая форма волнового уравнения не вполне адекватно описывает атом водорода, и, таким образом, мы находимся в-положении, лишь немного лучшем того, когда опирались на модель атома Бора. [c.70]

В качестве монодентатных бораны и карбораны фигурируют фактически только в единственном случае когда атом металла замещает эндо-атом водорода. При замещении экзо-атома или группы ВН металл фактически участвует в образовании скелета [c.94]

Атом водорода. Простейшим из атомов является атом водорода, построенный из положительно заряженного ядра и одного отрицательно заряженного электрона. Согласно теории Бора электрон и ядро вращаются вокруг общего центра тяжести системы и обладают, таким образом, некоторой кинетической энергией электрон и ядро Е . Радиусы орбит, по которым вращаются электрон и ядро, обратно пропорциональны массам рассматриваемых частиц [c.51]

Подобные расчеты можно вести и для других серий. Если атом водорода построен так, как это представляет себе Бор, и если второе положение Бора правильно, то спектр водорода должен состоять из ряда серий. В каждой серии частоты колебаний отдельных лучей должны вычисляться по формуле (1.22). [c.16]

В ней два электрона (один от водорода, а другой от одного атома бора) обслуживают три центра — два атома бора и один атом водорода. Именно в банановой связи наблюдается дефицит электронов на четыре связи приходится столько же электронов. [c.119]

Обобщение Рица распространяется на излучение и более сложных атомов, чем атом водорода. Уравнение (2.4) было положено в основу теории строения атома водорода Нильса Бора (1913). [c.27]

Применение теории де Бройля к атому водорода приводит к интересным результатам и, в частности, к новому толкованию первого постулата Бора. Если длина волны электрона X = h/mv, то можно представить, что состояние атома устойчиво в том случае, если на его орбите укладывается целое число длин волн (стоячие волны) [c.40]

Точками показаны так называемые трехцентровые связи, при которых общая пара электронов занимает молекулярную орбиталь, охватывающую три атома два атома бора и мостиковый атом водорода (образуется такая орбиталь при перекрывании ls-орбитали атома водорода с sp -гибридными орбиталями двух атомов бора). [c.309]

Мы рассмотрели наиболее распространенный тип химической связи в органических соединениях, основываясь на теории строения атома Резерфорда — Бора, по которой атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращается электрон. Эта теория рассматривает электрон как частицу, несущую отрицательный заряд и вращающуюся вокруг ядра по [c.18]

Что нового ввел Н. Бор в представление об атоме Дайте краткое изложение постулатов Бора применительно к атому водорода. В чем теория Бора оставалась на позициях классической физики и в чем отвергала их применение к атому [c.76]

В органической химии в соответствии с общим определением реакциями восстановления принято называть реакции, протекающие с уменьшением суммарной степени окисления атомов углерода или гетероатомов реакционного центра субстрата. Органические соединения восстанавливаются в процессах присоединения по кратным связям водорода, металлов, гидридов металлов и гидридов электроположительных металлоидов (бора, кремния, фосфора), замещения электроотрицательного гетероатома, гетероатомной или углеродной группировки на атом водорода или металла, элиминирования электроотрицательных атомов или гетероатомных групп, связанных с атомами реакционного центра через электроотрицательные атомы, и сочетания с предшествующим (или одновременным) разрывом связей между атомами углерода или гетероатомами и атомами более электроотрицательных элементов. Отдельные примеры таких реакций приведены ниже. [c.10]

Вскоре после того, как были развиты представления о наличии ядра в каждом атоме, были выдвинуты идеи о том, как именно протон и электрон соединяются между собой, образуя атом водорода. Можно ожидать, что в результате взаимного притяжения противоположно заряженных электрона и протона электрон будет двигаться по орбите вокруг значительно более тяжелого протона, подобно тому как Земля вращается вокруг Солнца. Бор предположил, что орбита электрона в обычном атоме водорода должна быть круговой с радиусом 53 пм (см. разд. 5.7). Согласно расчету, электрон должен вращаться по этой орбите с постоянной скоростью 2,18-10 м-с , которая составляет немногим менее 1 % скорости света. [c.110]

Пути преодоления этой трудности были подсказаны Бору разработанной Планком квантовой теорией испускания света раскаленными телами и выдвинутой Эйнштейном теорией фотоэлектрического эффекта и светового кванта. Как Планк, так и Эйнштейн принимали, что свет с частотой V не излучается и не поглощается веществом в произвольно малых количествах, а только квантами энергии ку. Если атом водорода, в котором электрон вращается вокруг ядра по большой круговой орбите, испускает квант энергии ку, то после этого электрон должен уже находиться на значительно отличающейся от прежней (меньшей) круговой орбите, отвечающей энергии атома, на ку меньше его началь- [c.120]

Из возможных групп атомов простейшей является так называемая водородная молекула-ионНо , состоящая из двух водородных ядер и одного орбитального электрона, который осупхествляет связь между ними. По Бору, атом водорода состоит из ядра, вокруг которого с постоянной скоростью вращается электрон по круговой орбите радиуса 0,529 А. В волновомеханической модели поведение электрона характеризуется функцией ф, а круговая орбита заменена функцией вероятности ф- (4иг-с1г), дающей вероятность нахождения электрона на расстоянии между г н г-г-йг от ядра. Изменение ф и ф2 (4тиг2 г) с расстоянием г показано на рис. 5(а). Функция вероятности возрастает до максимальной величины на расстоянии около 0,5 А от ядра, которое являлось радиусом круговой орбиты в первоначальной атомной [c.71]

Согласно теории Бора, атом водорода состоит из одного ядра с зарядом +е и одного электрона с зарядом —е, вращающегося по одной из возможных круговых орбит, энергия которой возрастает с увеличением квантового числа п. Каждая орбита соответствует одному терму на рассмотренной выше диаграмме термов (см. рис. 16). При поглощении энергии электрон переходит с орбиты основного состояния (л = 1) на высшую орбиту с большей энергией (л > 1). Когда электрон возвращается на одну из разрешенных орбит, он испускает одну из спектральных линий. Частота испускаемой линии определяется разностью энергий двух орбит (рис. 17). В теории Бора орбита с квантовым числом л = оо соответствует положению, когда электрон, поглотивший очень большую энергию, настолько удален от ядра, что уже не принадлежит атому. Если неподвижный электрон, находящийся на большом расстоянии от ядра, упал бы на одну из разрешенных орбит, то испускалась бы частота, соответствующая границе одной из серий спектральных линий. В действительности электрон, пришедший извне, никогда не бывает неподвижным — он обладает кинетической энергией, которая дополняет энергию орбиты, соответствующей границе серии п — оо). Поскольку кинетическая энергия такого электрона не квантована, полученный спектр имеет участок, который состоит из множества очень близких друг к другу линий, т. е. является сплошным спектром (см. заштрихованный участок на рис. 15) в области малых длин волн. [c.73]

В противоположность этому стойкость комплексов с системой трехфтористый бор — фтористый водород в большой степени зависит от числа и положения алкильных заместителей. Так как <т-комплексы имеют структуру типа карбоний-ионов, то вся способность к гиперконъюгации может быть исцользована. Таким образом, влияние моноалкилзамещенных прямо пропорционально числу альфа-атомов водорода, которые пригодны для гиперконъюгации [I4]. Аналогично этому влияние полимстилзамеще-ния прямо пропорционально числу метильных групп, которые находятся в положении, необходимом для одновременного стабилизирующего действия на карбоний-ион. Из условий нахождения заместителя в о- или п-положении по отношению к атому углерода, с которым связан добавочный протон (XX VIII), следует, что заместители находятся в / -положении один к другому. Так, например, ж-ксилол имеет две метильные группы, расположенные в положении, максимально благоприятствующем стабилизации (Г-комплекса, в то время как о- и п-изомеры имеют только по одной, группе. Мезитилеы имеет три группы в оптимальном положении, другие два триметилбензола, а также оба дурола и пренитол имеют только по две метильные группы в таком благоприятном положении. Изодурол также имеет три метильные группы в и -положении, и поэтому все они способствуют стабилизации (Г-комнлекса. [c.405]

Не составляет труда записать волновое уравнение Шрёдингера для атома лития, состоящего из ядра и трех электронов, или атома урана, состоящего из ядра и 92 электронов. Однако, к сожалению, эти дифференциальные уравнения невозможно решить. Нет ничего утешительного в том, что строение атома урана в принципе может быть найдено путем расчетов, если математические (хотя отнюдь не физические) трудности препятствуют получению этого решения. Правда, физики и физикохимики разработали для решения уравнения Шрёдингера множество приближенных методов, основанных на догадках и последовательных приближениях. Проведение последовательных приближений существенно облегчается использованием электронно-вычислительных машин. Однако главное достоинство применения теории Шрёдингера к атому водорода заключается в том, что она позволяет получить ясную качественную картину электронного строения многоэлектронных атомов без проведения дополнительных расчетов. Теория Бора оказалась слишком упрошенной и не смогла дать таких результатов, даже после ее усовершенствования Зом-мерфельдом. [c.374]

Атом водорода. Первая количественная теория атома была разработана Бором для наиболее простого из атомов — атома водорода. В 1913 г. он опубликовал результаты теоретического расчета модели атома водорода, ирекрално подтверл<дающиеся экспериментальными данными о спектре водорода. Теория эта основывалась на некоторых допущениях (постулатах), следствия из которых оказались в хорошем согласии с данными опыта. Позднее в несколько другой интерирегацин эти постулаты получили [c.27]

Во-вторых, Бор объяснил происхождение и характер спектра водорода. Давно было известно, что атомы водорода, активированные каким-либо способом (нагреванием или действием электрического поля), излучают свет. Спектр этого излучения состоит из воли строго определенной длины, т. е. спектр излучения не с1 лошной, а линейчатый. Согласно квантовой теории света это означает, что возбужденный атом водорода излучает кванты, об- [c.25]

Электроны молекулы ВзНб двигаются в поле трех ядер, мостико-вый атом водорода с двумя атомами бора образует трехцентровую орбиталь, которая стабильней обычной двухцентровой связи (В—Н) примерно на 67 кДж/моль. Это связано с тем, что бор может давать для связи три электрона, но способен предоставить четыре орбитали. Интересно, что молекулы N2H0, аналогичной ВгНб, не существует, так как у азота в отличие от бора нет свободных орбиталей. [c.111]

Связанный с атомом углерода атом водорода, обычно неполяризо-ванный, может быть в некоторой степени положительно поляризован под влиянием присоединенного к атому углерода с другой стороны атома электроотрицательного элемента. Так, например, при замещении в молекуле метана трех атомов водорода на атом азота последний оттягивает к себе от атома углерода три электронные пары. В свою очередь ставший положительно поляризованным атом углерода (окислительное число +3) оттягивает на себя, хотя и с меньшей силой, электронную пару от атома водорода. В результате этого последний в некоторой, очень незначительной степени поляризуется положительно, что выражается в появлении у образовавшегося цкановодо-рода Н—С=Ы очень слабых кислотных свойств (синильная кислота). Сдвиг электронной плотности по цепи атомов вследствие их взаимного влияния называется индукционным эффектом. В рассмотренном случае индукционный эффект является отрицательным. При присоединении к атому углерода атомов более электроположительных элементов — кремния, бора, металлов — наблюдается положительный индукционный эффект. Вдоль углеродной цепи индукционный эффект передается с затухающей силой по мере удаления от атома, притягивающего или отталкивающего электроны. [c.76]

Расчет электронной структуры молекулы диборана по методу МО приводит к представлению о трехцентровых молекулярных орбиталях, охватываюш,их два ядра бора и расположенный в середине атом водорода. Упрощенный метод построения трехцентровой орбитали состоит в использовании атомной ls-орбитали атома водорода и 5р= -гибридных [c.195]

В молекуле ВгНв содержатся четыре двухэлектронные концевые ВН-связи, остальные четыре электрона объединяют радикалы ВН1 с помощью водородных мостиков, лежащих в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения радикалов ВН , причем расстояние В—Н здесь больше, чем в концевых В—Н-связях. Таким образом, вокруг каждого атома бора формируется искаженный тетраэдр (рис. 1.52й). Каждый мостиковый атом водорода образует с двумя атомами бора двухэлектронную трехцентровую связь В—Н—В. Она сходна с рассмотренными ранее трехцентровыми связями, только в молекуле ВгИб электронами заполнена лишь связывающая МО, а на несвязывающей МО электронов нет. Такая связь энергетически выгоднее обычных двухцентровых В—Н-связей (на 59 кДж/моль) она образуется в результате перекрывания двух i /-opбитaлeй атомов бора и одной -орбитали атома водорода (рис. 1.526). [c.116]

Каждый юстиковый атом водорода образует с двумя атомами бора общую двухэлектронную трехцентровую связь В—Н—В. Она энергетически выгоднее обычных двухцентровых В—Н-связей (на 14 ккал) и возникает в результате перекрывания двух 5р -орбиталей атомов бора и одной -орбитали атома водорода [c.182]

Атомы элементов 111—IV групп — бор, алюминий, углерод, кремний — образуют с атомами водорода ковалентные, слабо полярные связи, не склонные к диссоциации. Однако с ростом заряда атома в пределах периода, т. е. для элементов V—VJ1 групп, полярность связи элемент — водород вновь увеличивается, но характер распределения зарядов в возникающем диполе иной, чем для элементов, склонных к потере электронов. Атомы неметаллов, у которых для завершения электронной оболочки необходимо несколько электронов, оттягивают (поляризуют) к себе пару электронов связи тем сильнее, чем больше заряд ядра. Поэтому в рядах H4-NH3-H2O-HF или SiHi-PHa-HzS-H I связи атомов водорода, оставаясь ковалентными, приобретают более полярный характер, а атом водорода в диполе связи элемент — водород становится более электроположительным. Если полярные молекулы оказываются в растворе, причем растворитель тоже- полярный, способный вызвать ионизацию (диссоциацию) связей, то может происходить процесс электролитической диссоциации (подробно см. гл. VII). [c.233]

Атом водорода состоит из ядра с положительным элементарным электрическим зарядом, около которого движется один электрон . Бор предположил проСте1йпий случай, т. е. что электрон около ядра движется по кругу. [c.11]

У каждого из приведенных атомов имеется еще по одному атому водорода (на формуле они не показаны). И бор, и углерод находятся в карборанах в необычных валентных состояниях— они формально шестивалентны. Если углеродные атомы находятся рядом (ортокарбораны) или разделены одним атомом бора (метакарбораны), то вся фигура приобретает асимметрию и тем самым способность существовать в оптически активных формах. [c.620]

Существуют также соединения, в которых на каждую связь приходится меньше двух электронов. Для молекулярного иона водорода Нз+ энергия связи составляет 267 кДж/моль при длине ее 0,106 нм. Это стабильно существующее образование, связь между. "1ротонами которого осуществляет один-единственный электрон. Другим примером вещества с дефицитом валентных электронов может служить молекула диборана (борэтан) ВгНб. В отличие от этана СгНб в молекуле диборана всего 12 валентных электронов. (6 от двух атомов бора и 6 электронов от атомов водорода). Изучение свойств диборана позволило установить строение его молекулы (рис. 54). Атомы водорода, через которые связываются два атома бора, называются мостиковыми. На рис. 54 мостиковые атомы водорода связаны с бором пунктирными линиями. Кроме того,, мостиковые атомы водорода лежат на плоскости, перпендикулярной плоскости расположения атомов бора. По своей геометрии ди-боран представляет собой два тетраэдра с общим ребром из мос-тиковых атомов водорода. Каждый мостиковый атом водорода образует две мостиковые связи Как видно из рис. 54, в молекуле диборана восемь межатомных связей, которые обслуживают всего лишь 12 электронов (вместо 16). Это возможно потому, что каж- [c.118]

Так, борин ВНз, в котором, казалось бы, насыщены все три валентности бора, легко димеризуется в диборан ВаНв с выделением 28 ккал. о объясняется тем, что свободная орбиталь атома бора в одной молекуле ВНз является акцептором электронной пары связи В—Н из другой молекулы ВН3. Поскольку взаимодействие симметрично, в образующемся димере две группы ВНа лежат в одной плоскости, а между ними в перпендикулярной плоскости расположены два атома, водорода, играющие роль мостиков Здесь каждый мостиковый атом водорода образует с двумя атомами бора двухэлектронную трехцентровую орбиталь, которая энергетически выгоднее двухэлектронной двухцентровой связи В—Н на 14 ккал. Эта делокализация определяется волновыми свойствами электронов и согласуется с принципом Паули. [c.55]

Существуют также соединения, в которых на каждую связь приходится меньше двух электронов. Для молекулярного иона водорода энергия связи составляет 267 кДж/моль при длине ее 0,106 нм. Это стабильно существующее образование, связь между протонами в котором осуществляет единственный электрон. Другим примером вещества с дефицитом валентных электронов может служить молекула диборана (борэтан) ВгНе- В отличие от этана СгНе в молекуле диборана всего 12 валентных электронов (6 от двух атомов бора и 6 от атомов водорода). Изучение свойств диборана позволило установить строение его молекулы (рис. 48). Атомы водорода, через которые связываются два атома бора, называются мастиковыми. На рис. 48 мостиковые атомы водорода связаны с бором пунктирными линиями. Кроме того, мостиковые атомы водорода лежат на плоскости, перпендикулярной плоскости расположения атомов бора и остальных четырех атомов водорода. По своей геометрии диборан представляет собой два тетраэдра с общим ребром из мостиковых атомов водорода. Каждый мостиковый атом водорода образует две мостиковые связи. Как видно из рис. 48, в молекуле диборана восемь межатомных связей, которые обслуживаются всего лишь 12 электронами (вместо 16). Это возможно потому, что каждый мостиковый атом водорода может образовать с двумя атомами бора двухэлсктронную трехцентровую связь В—И—В. При образовании последней возможно перекрывание двух гибридных ярЗ орбиталей от двух атомов бора и -орбитали атома водорода (рис. 49). Ввиду изогнутости мостиковой связи В---И—В и ее иногда называют "банановой" связью [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология