Прочность связи длина связи

Таблица 13.1. Прочность и длина связей в некоторых соединениях кремния [8]

Химическая связь - это вид межатомных взаимодействий в молекулах, ионах, кристаллах, характеризуемый определенной энергией, обусловливающих существование двух- и многоатомных соединений. К основным характеристикам химической связи, дающим информацию о геометрическом строении (структуре) молекулы и ее прочности, относятся длина связи, валентный угол и энергия связи. [c.61]

Сравните дипольные моменты, спектры инфракрасного поглощения, температуры кипения чистых жидкостей, прочность и длины связей следующих молекул (изоэлектронных в отношении валентных электронов) [c.342]

Сравнение длин связей, например для муравьиной кислоты, показывает, что ковалентная связь в исходной молекуле мономера испытала деформацию. Ее длина увеличилась от 0,097 в мономере до 0,107 нм в димере. Большее или меньшее удлинение связи Н—X и ее разрыхление наблюдается и в других веществах. С другой стороны, укорочение межатомного расстояния Н. .. V упрочняет водородную связь. Энергия водородной связи невелика и лежит в пределах 8—40 кДж. Энергия этой связи примерно в 10 раз больше энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия и на порядок меньше энергии ковалентной связи. Так, энергия водородной связи Н. .. Р равна 42 кДж, Н. .. О 21 кДж, Н. .. N 8 кДж. Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше относительная электроотрицательность и меньше размер атома-партнера. Поэтому она легко возникает с атомами неметаллических элементов второго периода Периодической системы и в меньшей степени характерна для хлора и серы. Несмотря на малую прочность водородной связи, она определяет иногда структуру вещества и существенно влияет на его физические и химические свойства. Благодаря водородным связям молекулы объединяются в димеры и более сложные ассоциаты, устойчивые при достаточно низких температурах. Ассоциаты могут представлять собой одномерные образования [c.138]

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]

Имеется корреляция между прочностью связи и ее длиной. Сравнение данных табл. 1.4 и 1.6 показывает, что, как правило, чем связь короче, тем она прочнее. В разд. 1.10 уже указывалось, что с увеличением -характера связи ее длина уменьшается отсюда следует, что с увеличением -характера возрастает и прочность связи. [c.40]

Если отнять один электрон у молекулы Оа, то в полученном молекулярном ионеОа кратность связи будет равна 2,5, так в разрыхляющих я-орбиталях на один электрон станет меньще. Напротив, при переходе Оа в отрицательно заряженные ионы О и ОГ кратность связи понизится до 1,5 или 1. о отразится на прочности и длине связи, которая в О равна 1,12А, в О — 1,21Л, в О — 1,2бА и в О — 1,49А. Зависимость основных характеристик связи от заполнения молекулярных орбиталей для двухатомных молекул, образованных элементами 2-го периода, можно видеть из данных, приведенных в табл. 10. [c.83]

Двойная связь образуется при помощи двух пар обобщенных электронов (четырехэлектронная связь). Углеродные атомы, связанные двойной связью, находятся в состоянии sp -гибридизации, каждый из них образует три о-связи, лежащие в одной плоскости под углом 120°. Негибридизованные орбитали р-электронов расположены перпендикулярно к плоскости а-связей и параллельно друг другу и вследствие бокового перекрывания образуют вторую связь, называемую я-связью (электроны называют л-электронами). Электронное облако л-связи частично расположено над плоскостью, а частично под плоскостью, в которой лежат атомы. Таким с ра зом, две пары электронов образуют различные по своей природе, геометрии и прочности связи — а и л. Двойная связь представляет собой сочетание а- и я-связей (а + я-связь). Боковое перекрывание негибридизованных р-орбиталей, образующих я-овязь, сближает атомы углерода и расстояние между ними становится короче— длина двойной С=С-связи 0,133 нм (длина простой С—С-связи 0,154 нм). Схема расположения атомов и связей в молекуле этилена приведена на рис. 22. О том, как влияет природа [c.71]

Это отражается на прочности и длине связи этих структур (табл. 5.3). [c.70]

Политетрафторэтилен обладает рядом уникальных свойств, к числу которых прежде всего относят его исключительно. высокие термо- и химическую стойкость. Химическая стойкость политетрафторэтилена обусловлена высокой прочностью связи С—К (486 кДж/моль — наибольшее из всех известных в органической химии значений энергии связи углерода с различными элементами). В то же время размеры атомов фтора (сумма радиусов двух атомов фтора равна длине связи С—С) и их спиральное расположение вокруг углеродной цепи делают недоступными для атаки химическими реагентами связи С—>С. [c.332]

Анализ табл. 8 показывает, что прочность связи имеет тенденцию к уменьшению по мере роста длины связи. На рис. 15 это показано на примере связей С-Э (символом Э обозначены Р, С1, Вг или I). При переходе от одинарной связи между атомами углерода к двойной и тройной энергия связи растет, но медленнее, чем ее кратность. Энергии связи заключены в диапазоне 150-1000 кДж/моль. [c.205]

Достижения теории молекулярных орбиталей в предсказании свойств многих соединений в основном, а иногда и в возбужденном состоянии возбудили интерес к возможности ее применения в масс-спектрометрии. Следует отметить, что такое применение всегда содержит молчаливо принятые допущения, которые не содержатся в самой теории молекулярных орбиталей. Более подробное рассмотрение этих допущений заставляет с некоторой осторожностью подходить к результатам таких расчетов. Большинство применений теории молекулярных орбиталей начинается с представлений о структуре исследуемой молекулы. В упрощенных вариантах теории, таких, как приближение Хюккеля, предполагается наличие совершенно точной информации о структуре молекулы. В масс-спектрометрии не только плохо определены структуры молекулярных ионов (кроме простейших), но еще хуже обстоит дело с осколочными ионами и промежуточными частицами. Таким образом, всякое применение теории молекулярных орбиталей в масс-спектро-метрии начинается с сомнительного предположения об аналогии между геометрией молекулярного иона и исходной молекулы. Уже были приведены некоторые доказательства неэквивалентности этих структур, и можно почти наверняка утверждать, что геометрия иона отличается от геометрии исходной молекулы. Так, например, прочность и длина связи в метилгалогенидах различна для молекул и для ионов (табл. 4 [15]). По ИК-спектрам карбониевых ионов в растворе было показано, что частоты колебаний существенно отличаются от частот соответствующих молекул [347]. [c.105]

При отсутствии аномалии в соотношениях между длинами и прочностями связей во фторуглеродах можно ожидать, что длина углерод-углеродной связи в гексафторэтане должна быть ближе к длине этой связи в этане, чем об этом свидетельствуют экспериментальные данные. Однако некоторые подтверждения сокращения длины связи С—С в фторированных соединениях получены надежным микроволновым методом при определении длины указанной связи в 1,1,1-трифторэтане °, которая найдена равной 1,4эА. в данном соединении длина фтор-углеродных связей ° составляет 1,348 А, т, е, больше, чем в гексафторэтане, а это означает, согласно приведенной гипотезе, ослабление прочности связей Р—С, [c.354]

Исследовательская самостоятельная работа проводится не только как экспериментальная. Такого типа работа может быть и теоретической. Например, если в IX классе нужно предсказать и сравнить свойства элементов той или иной подгруппы, а также строение и свойства их соединений, то учащимся можно предложить самостоятельно поработать со справочной литературой. Там они найдут сведения о количественных показателях прочности и длины связи в молекулах, об электроотрицательности, о типах кристаллических решеток и т. п. На основании такого исследования, требующего сопоставления, анализа, использования теории как метода объяснения и прогнозирования, учащиеся самостоятельно приходят к новому знанию об общих и некоторых особенных свойствах веществ, образованных элементами одного семейства. [c.14]

В молекулах алканов длина, строение цепи и местоположение разрываемой связи оказывают влияние на энергию разрыва углерод — углеродной связи качественно аналогично влиянию их на прочность С —Н —связи. Так, связь между крайними углеродными атомами ослабляется по мере увеличения числа углеродных атомов (от 360 для этана до 335 кДж/моль для пентана и выше), а связь между внутренними углеродными атомами — по мере приближения к середине цепи (до 310 кДж/моль). Например, энергия разрыва связи С —С в молекуле н —октана в зависимости от ее местоположения изменяется следующим образом 335 322 314 310 314 322 335 кДж/ моль. [c.14]

Связь, при которой два атома обобществляют две электронные пары, называется двойной связью при обобществлении трех пар электронов между двумя атомами образуется тройная связь. Число обобществленных электронных пар между двумя атомами называется порядком связи. Порядок связи для простой, двойной и тройной связей равен соответственно 1, 2 и 3. По мере возрастания порядка связи между любыми двумя атомами прочность (энергия) связи увеличивается, а длина связи, наоборот, уменьшается. Если на каком-либо атоме в льюисовой структуре остается неспаренный (нечетный) электрон, молекула или комплексный ион имеет незамкнутую (открытую) оболочку. [c.501]

Исключительная химическая активность фтора обусловлена, с одной стороны, большой прочностью образуемых им связей, так, энергия связи (Н—Р) == 566, (51—Р)= 582 кДж/моль, с другой стороны, низкой энергией связи в молекуле Ра [ (Р—Р) = 151 кДж/моль, ср. для СЬ = 238 кДж/моль]. Большая энергия связей Э-—Р является следствием значительной электроотрицательности фтора и малого размера его атома. Низкое значение энергии связи в молекуле Ра, по-видимому, объясняется сильным отталкиванием электронных пар,, находящихся на л-орбиталях, обусловленным малой длиной связи Р—Р. Благодаря малой энергии связи молекулы фтора легко диссоциируют на атомы и энергия активации реакций с элементным фтором обычно невелика, поэтому процессы с участием Ра протекают очень быстро. Известно много прочных фторндных комплексов ([Вр4] , [81Рб] ", [А1Рб] и др.). Большое значение АО/ обусловливает малую реакционную способность координационно насыщенных соединений фтора (5Рб, Ср4, перфторалканы и др.). [c.469]

В колебательной спектроскопии характеристикой прочности связи является силовая постоянная f. Она соответствует силе, возникающей при изменении межатомного расстояния на единицу длины, и измеряется в ньютонах на метр. Силовая постоянная связана с частотой валентного колебания связи. Для ряда связей между атомами с близкими массами иногда сама частота используется для сравнительной характеристики прочности связи. [c.48]

Для расчета на прочность необходимо иметь связь разрушающих нагрузок с длиной трещины с помощью всем известных формул, а эту связь доставляет предельный коэффициент К. Отличие от хрупкого состояния заключается в том, что предельная величина К будет зависеть от длины трещины (или, что то же самое, от разрушающих напряжений). Эту зависимость назовем пределом трещиностойкости. Таким образом, мы получаем единое расчетное уравнение, справедливое для хрупких и квазихрупких состояний [c.230]

Как следует из приведенных данных, увеличение избытка связывающих электронов ведет к возрастанию прочности связи. Межатомные расстояния уменьшаются от Lij к N2, это обусловлено влиянием возрастающего заряда ядра и увеличением прочности связи. Прн переходе от N2 к F2 длина связи растет, это обусловлено ослаблением связи. Сказанное делает понятными закономерности в изменении ковалентных радиусов атомов (см. разд. 1.6). [c.106]

По мере увеличения длины и ослабления прочности связи С — Hal в ряду СР4 — I4 — СВГ4 — L, устойчивость соединений снижается и возрастает химическая активность. [c.400]

На примерах молекул галогенов и галогеноводородов, а также кристаллов алмаза, кремния и германия обнаруживается зависимость прочности связи от ее длины, закономерно изменяющаяся с изменением атомных радиусов элементов. При сравнении углерод — углеродных связей обнаруживается влияние дополнительных -связей на 0-связь, проявляющееся в изменении длины и энергии кратных связей. Последние три типа связей в табл. 8 позволяют понять переход от диэлектрических свойств к полупроводниковым в ряду указанных чещестБ. [c.99]

Зависимость длины связи С—С от порядка связи (рис. 48) часто используют для расчета ее длины, если известен порядок, и наоборот. Порядок связи есть характеристика ее длины, прочности и реакционной способности. [c.113]

Прочность связей, длины связей и ионная природа для соединений углерода и кремния различны. В табл. 21 приведены средние значения энергии для различных связей кремния и углерода. Очевидно, что все связи кремния с кислородом, азотом и галогенами являются более прочными, чем соответствующие связи, включающие углерод. Особенно прочной по сравнению со связью углерод — кислород является связь кремний — кислород, чем частично можно объяснить высокую термическую стабильность полисилоксанов. Связь кремний — углерод является промежуточной по силе между связью кремни11 — кремний и одинарной связью углерод — углерод, но прочность связи кремний — углерод больше приближается к прочности связи углерод — углерод разница между ними не настолько велика, чтобы этим можно было объяснить различия в свойствах силиконов и углеводородов. Легкость окисления полисиланов по сравнению с углеводородами объясняется освобождением около 53 ккал/молъ при переходе от связи кремний — кремний к связи кремний — кислород, в то время как при переходе от одинарной связи углерод — углерод к связи углерод — кислород выделяется только около 3 ккал моль. Сравнительно много энергии освобождается при переходе от связей кремний — хлор, кремний — бром или кремний — иод к связи кремний — кислород, что частично объясняет ббльшую чувствительность этих галогенсиланов к гидролизу по сравнению с соответствующими органическими галогенидами. Поглощение энергии [c.196]

В зависимости от прочности В. с. расстояние между атомами А и В в комплексе ВА—Н... В И может заметно варьировать,. Тан, расстояние О...О изменяется примерно от 2,45 А ( сильная связь) до 2,8 А ( слабая связь). Если расстояние А... В превышает нек-рое характерное для данной пары атомов расстояние, то В. с. между ними не образуется. Опытным путем установлено, что в ряду соединений НА—Н...ВН, в к-ром варьируют В и Й, с уменьшением равновесного расстояния А...В закономерно увеличивается длина связи А—Н это удлинение, напр, для связи НО—Н...ОВ, составляет от 0,01 А до 0,25 А и приблизительно пропорционально прочности В. с. Последняя обычно значительно (в 15—20 раз) слабее ковалентной связи А—Н ее. энергия составляет, как правило, от 4 до 8 ккал/молъ, что превосходит энергию ван-дер-ваальсовского взаимодействия (ок. 1 ккал/молъ). В колебательных спектрах нри образовании В. с. вместо узкой полосы, отвечающей колебаниям изолированной групны А—Н (напр., О—Н в спиртах), появляется сравнительно широкая полоса, максимум к-рой сдвинут в сторону длинных волн. Это смещение закономерно связано с увеличением межъядерного расстояния А—Н, а также с энергией В. с. В молекулах ароматич. соединений, особенно при внутримолекулярной В. с. (напр., в ортонитрофеноле), это смещение и ширина полосы в неск. раз шире, чем в молекулах, не имеющих сопряженных связей. В УФ-спектрах при образовании В. с. в нек-рых случаях наблюдается красное, в других — фиолетовое смещение. Изменения наблюдаются и в спектрах ядерного магнитного резонанса (см. Радиоспектроскопия). [c.314]

Если отнять один электрон у молекулы О2, то в полученном молекулярном ионе О2 порядок связи будет ргшен 2,5, так как в разрыхляющих тюрбиталях на один электрон станет меньше. Напротив, при переходе О2 в отрицательно заряженные ионы О2 и 0 порядок связи понизится до 1,5 и 1. Это отразится на прочности и длине связи, которая в О2 равна 0,112, в О2 — 0,121, в — 0,126 и в — 0,149 нм. [c.86]

Более длинную связь N—N в N2H4 лучше объяснить отталкиванием между свободными парами электронов на атомах N.) Еще более поразительны случаи, подобные соединению SIF4, для молекулы которого рассчитанное расстояние связи Si—F равно 1,81, в то время как истинное расстояние составляет 1,54. Также для молекулы BFg вычисленное расстояние В—F должно быть равно 1,5А (ковалентный радиус В нелегко оценить однозначно), хотя измеренное расстояние равно 1,30. Шомакер и Стивенсон предположили, что поскольку эти укорочения наблюдаются вообще в связях между атомами с неодинаковой электроотрицательностью, то они, по-видимому, обусловлены повышением прочности и тем самым укорочением длины связей вследствие ион-ковалентного резонанса 4.1Va - 4.iV6 (три аналогичные ионные формы) и 4.Va<-> (две аналогичные ионные формы). [c.129]

После всего сказанного очевидно, что полностью удовлетворительной интерпретации мостиковых структур пока не суще-ствует наиболее удовлетворительными являются, по-видимому, предположения 4 и 5. Недостатки первого из них заключаются во введении положительных зарядов на мостиковых атомах и в преувеличении прочности связи В—В. Вторая интерпретация имеет тот недостаток, что предполагает отсутствие прямого взаимодействия В—В. Все же Сноу и Рандл [363] показали, что, пользуясь соотношением Полинга [уравнение (12.3)] между дробным индексом связи и длиной связи в случае диметилбе-риллия (X), можно получить для связей Ве—С и Ве—Ве значения соответственно 0,35 и 0,31. Таким образом, связи металл — мостиковый атом и металл — металл оказываются почти одинаковыми. Поэтому объяснение с помощью трехцентровых связей (п. 5), возможно, является наилучшим, если не слишком вдаваться в детали. [c.400]

Указанный выше способ определения структуры молекул оказался неприемлемым для ароматических и полиено-вых углеводородов. В этих соединениях число валентных электронов в атомах таково, что представление об их попарном связывании приводит к выводу о чередующихся двойных и одинарных углерод—углеродных связях. Однако свойства ароматических и полиеновых углеводородов не соответствуют их структуре, описываемой чередующимися двойными и одинарными углерод—углеродными связями. Все связи в бензоле, например, равноценны (характеризуются равной длиной и энергией), что соответствует фактической правильной шестиугольной структуре молекулы бензола. Чередование же двойных и одинарных связей должно было привести к неравноценности соседних углерод — углеродных связей и к искаженной шестиугольной структуре бензола, за счет большей прочности и меньшей длины двойных связей. [c.170]

К сожалению, как указывает Жигер 80 , дагтые, на которых основаны рассуждения Уолша, не выдерживают критики. Как показывает приведенное выше обсуждение структуры перекиси водорода, значения для длины связи ОН н силовой постоянной, принятые Уолшем, были ошибочными. Правильная величина для теплоты диссоциации фтора по реакции (11) 176, 81 сравнима со значением 34 ккал/моль для энергии связи 00, Меньшую энергию связи 00, а также связей FF и NN по сравнению с энергиями для более тяже.лых ато-.мов можно легко объяснить. Вкратце этообъяснение состоит в том, что у более тяжелых атомов отталкивание внутренних оболочек снижает перекрывание орбит и энергию связи для более легких атомов возможно большее сближение и образование более прочных связей, за исключением азота, кислорода и фтора, у которых отталкивание сильно сближенных заполненных орбит ограничивает прочность связи. [c.286]

Однако в настоящее время не только нельзя точно оценить заселенность /is-орбитали, но также все еще невозможно разделить вклады от спиновой плотности на d- и / -орбиталях. d-Орбитали часто привлекают для объяснения аномалий в таких характеристиках, как прочность и длина связей, валентные углы и т. п., так что информация об истинном участии i-орбиталей представляла бы больпюй интерес. Некоторые сведения о роли d-орбиталей можно получить из анализа особенностей g-тензора радикала SeO . Однако в этом случае при вычислениях вводятся некоторые существенные приближения, так что полученные результаты не представляют большой ценности. [c.231]

В табл. 1 приведены предэкспоненциальные множители и энергия активации термического разложения метана. Значения энергии активации можно грубо разбить на две группы. Согласно одним данным, энергия активации равна 80— 90 ккал моль, согласно другим, — близка к 100—130 ккал/молъ, т. е. к прочности С—Н-связи в метане. Поскольку больпшнство прямых [37] и косвенных [36, 51] данных свидетельствуют о малой длине цени , то кажущуюся энергию активации процесса можно было бы приравнять к энергии активации начальной стадии. В связи с этим, если наблюдаемая энергия активации была близка к 100 ккал/молъ, предполагали, что это свидетельствует в пользу протекания реакции (4) в качестве начальной стадии [36, 52—54]. Значение же энергии активации, близкое к 90 ккал/молъ, рассматривалось некоторыми авторами [17, 18, [c.659]

Связь кислород — кислород в молекуле Оа является двойной ее энергия 118 ккал/моль. Однако в перекиси водорода Н2О2 два атома кислорода связаны друг с другом, но они делят между собой только одну электронную пару. Такая связь должна быть ординарной, и эксперимент подтверждает это предположение. Чтобы разорвать такую связь (с образованием двух молекул ОН), необходимо затратить 51 ккал, т. е. почти вдвое меньше энергии, необходимой для разрыва связи в О2. С этим согласуются и другие критерии — со- угношения между порядком связи, длиной связи и силовой постоянной колебания связи (см. разд. 4.3, г). В табл. 7.1 показано изменение свойств связи в зависимости от порядка связи для четырех элементов углерода, азота, кислорода и фтора. Как мы уже видели в гл. 3, для двухатомных молекул три критерия порядка связи — энергия связи, длина связи и силовая постоянная — согласуются друг с другом и позволяют судить о прочности связи и в многоатомных молекулах. Любая из этих величин дает ценную информацию [c.196]

О большой прочности связи Ни-лчо свидетельствуют и короткие межатомные расстояния Ни—>1. Как видно из табл.1, в которой собраны важнейшие структурные характеристики комплексов нитрозорутения, полученные к настоящему времени, для большинства исследованных соединений характерна короткая связь Ки—>10 в пределах 1,70 - 1,30 X и угол Ни>го, приближающийся к 180°. Эти значения длины связи Ru—>тО значительно меньше длины одинарной связи Ки—(например, длины связей Ни—КНзВ этих комплексах лежат В области 2,10 - 2,20 ). [c.182]

Прочность 3—З-связей в дисульфидах с алифатическими радикалами, начиная с диэтилсульфида и кончая диоктадецилсульфидом, не зависит от длины алкильных цепей. Прочность связи 3—8 в дисульфидах с ароматическими радикалами меньше, чем с алифатическими [2]. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология