Энергия полная и образование связи

К образованию ковалентной связи способны только неспаренные электроны атома. Поэтому образование соединений высших валентностей нередко требует энергетического возбуждения атома с переходом электрона на более высокий подуровень. Так, в свободном атоме хлора при нормальном состоянии его имеются электроны 15 , 2 2, 2р , Зр Невозбужденный атом хлора содержит только один неспаренный электрон и может образовать соответственно только одну валентную связь. Соединения же более высоких валентностей (более высоких степеней окисления) хлора образуются в результате энергетического возбуждения атома с переходом части электронов на Зй -подуровень, Так, образование соединений пятивалентного хлора может быть объяснено переходом двух электронов с Зр-подуровня на З -подуровень, в результате чего, в атоме оказывается 5 неспаренных электронов. Если требуется невысокий уровень возбуждения, то достигнуть его можно повышением температуры, действием сильного окислителя или другими путями. Расход энергии на возбуждение может быть возмещен при образовании связи. Если полной компенсации расхода энергии не происходит, это отражается на химической стойкости соединения. Как известно, многие соединения пяти- и семивалентного хлора в соответствующих условиях способны разлагаться со взрывом. [c.65]

На рис. 240 показана зависимость энергии (энтальпии) атомизации тригалидов лантаноидов от их порядкового номера. Низкие значения энергий атомизации тригалидов европия (4/ 6 ) и иттербия (4/ б5 ) указывают на увеличение стабильности электронной конфигурации 4/ (полное заполнение 4/-уровня) и 4/ (наибольшее число непарных 4/-электронов). Это находит квантовомеханическое объяснение. Достаточно высокую энергию связей обеспечивают бз- и 5 -электроны. Привлечение же для образования связей глубже расположенных 4/-электронов вызывает снижение энергии атомизации. Особенно это сказывается в случае наиболее стабильных конфигураций и [c.552]

Энергия связи. Химическая связь возникает лишь в том случае, если полная энергия взаимодействующих атомов уменьшается, следовательно, при образовании химической связи всегда выделяется энергия. Количество энергии, выделяющейся при образовании химической связи, называется энергией связи. Эта величина является важнейшей характеристикой прочности связи, ее выражают в килоджоулях на 1 моль образующегося вещества. Энергию связи определяют, сравнивая с состоянием, предшествовавшем образованию связи. Например, энергия связи хлорида водорода, равная 431,8 кДж/моль, показывает, что по сравнению с основным состоянием водорода Is и основным состоянием хлора ls 2s 2p 3s 3p , сумма энергий которых принята за исходный уровень, при образовании НС выделилась энергия в количестве 432 кДж/моль. [c.32]

Гибридизация атомных орбиталей углерода. Впервые понятие о гибридизации было введено для объяснения структуры молекул органических веществ. Как было показано, в молекулах ненасыщенных углеводородов возможна вр- и зр -гибридизация, а для насыщенных — 5р -гибридизация. За счет этого происходит значительный выигрыш в энергии при образовании связи вследствие более полного перекрывания гибридных орбиталей орбиталями соседних атомов. [c.64]

Изменение энергии при образовании связи принимают за среднее значение полной энергии Е двух взаимодействующих ядер и их электронов. Вероятностный характер волновой функции не позволяет некоторые величины определять точно (принцип неопределенности). Поэтому полную, кинетическую и потенциальную энергии связи рассматривают лишь как средне величины. [c.82]

Недостатком ТКП является полное игнорирование ковалентного вклада в образование координационных соединений. Поэтому наиболее эффективным подходом к описанию свойств комплексных соединений является учитывающий одновременно ионный и ковалентный вклад в, образование связи метод молекулярных орбиталей (ММО). Согласно этой теории химическая связь в комплексных соединениях осуществляется электронами, находящимися не на АО, локализованных только около центрального атома и данной рассматриваемой группы, а комплексообразование происходит в результате образования новых молекулярных орбиталей (МО), каждая из которых простирается на все ядра системы. Форма и энергия этих новых МО, каждая из которых может содержать не более двух электронов в соответствии принципом Паули, зависит от характера взаимодействующих АО. [c.384]

Этот результат могкно было бы предвидеть из обсуждения кривых потенциальной энергии для реакции. В соответствии с постулатом Хаммонда переходное состояние для более трудно протекающей реакции достигается дальше вдоль координаты реакции, так что происходит относительно глубокое разрушение связи углерод — водород и образование связи с основанием (рис. 12). Более полное образование связи с основанием предполагает, что энергия переходного состояния будет высокочувствительна к основности основания, что приводит к большим значениям р. [c.186]

Практически используемые энергии химических связей существенно отличны от рассмотренных выше. Практическая энергия связи является той долей энергии, поглощаемой при полной диссоциации молекулы на свободные атомы, которая приходится на данную связь. Складывая величины таких энергий для всех химических связей в молекуле, получаем то же значение энергии (теплоты) образования молекулы из свободных атомов (атомной теплоты образования), которое использовали при расчете энергии связей. Путь расчета атомных теплот образования соединений был рассмотрен выше (стр. 64—65). Зная атомные теплоты образования соединений и используя закон Гесса, можно найти энергии связей. [c.68]

Как указано выше, молекула в невозбужденном состоянии имеет минимальную энергию. В невозбужденной молекуле ядра атомов совершают колебания относительно равновесного положения Го. Кривая энергии молекулы характеризует сумму энергетических изменений, которые происходят с уменьшением расстояния между ядрами прн образовании молекулы. За вычетом появляющейся при сближении атомов, небольшой нулевой энергии ео колебаний ядер около положения равновесия изменение энергии системы представляет сумму изменений полной энергии электронов и потенциальной энергии взаимодействия ядер. Эта сумма Ео для равновесного расстояния Го отличается от энергии образования связи св на величину ео. [c.75]

Вычисленная по кинетическим данным энергия активации оказалась сравнительно невысокой На этом основании можно утверждать, что образованию связи С—V не должен предшествовать полный разрыв связи С—Вг в субстрате, требующий большой затраты энергии. [c.99]

Однако структура (74), в которой я-электроны семициклической связи полностью участвуют в образовании ароматической системы, а полный положительный заряд рассредоточен в основном на атомах водорода метильных групп, не образуется рассчитано, что энергия сопряжения кратных связей в фульвене составляет 54 к Дж/моль, что несколько больше, чем в диене, но явно меньше, чем энергия сопряжения в ароматических системах. [c.224]

В результате энергия активации (168 кдж) оказывается меньше, чем энергия, необходимая для полного разрыва связей в исходных молекулах (571 кдж). Иными словами, путь реакции через образование активного комплекса энергетически более выгоден, чем путь через полный разрыв связей вступающих в реакцию молекул. Поэтому-то подавляющее большинство реакций и проходит через образование промежуточных активных комплексов. Таким образом, энергия активации — это энергия, необходимая для превращения реагирующих веществ в состояние активного комплекса. [c.214]

Путь реакции (рис. 7.2) через образование активного комплекса [Иг.. . Ь (кривая //) энергетически более выгоден, чем путь через полный разрыв связей вступающих в реакцию молекул (кривая /). Поэтому большинство реакций проходит через образование промежуточных или переходных активных комплексов. Активный комплекс 1Нг.. . Ь образуется при столкновении активных молекул Нз и 1а. Реакция идет через линейные переходные комплексы. В результате энергия активации оказывается меньше, чем энергия, необходимая для полного разрыва [c.173]

Рассмотренные кривые энергии для молекул показывают сумму энергетических изменений, которые происходят в атомах при уменьшении расстояния между ядрами. За вычетом появляющейся при сближении атомов небольшой по величине нулевой энергии колебаний ядер (см.ниже) изменение энергии системы представляет сумму изменений полной энергии электронов и потенциальной энергии взаимодействия ядер. Эту сумму для равновесного расстояния Гц мы будем здесь и далее обозначать она отличается от энергии образования связи 3 на величину нулевой энергии колебаний ядер около положения [c.150]

Химическая связь возникает лишь в том случае, если полная энергия.. взаимодействующих атомов уменьшается, следовательно, "при образовании химической связи всегда выделяется энергия. Количество энергии, выделяющееся при образовании химической связи, называется энергией образования связи. Так как при образовании химической связи энергия системы понижается, то энергия образования связи имеет отрицательный знак. Для разрыва связи необходимо затратить энергию. Ее называют энергией разрыва связи. Энергия разрыва связи по величине равна энергии образования связи, но имеет положительный знак, поскольку при разрыве связи энергия системы возрастает. Энергия связи является важней- [c.38]

Сначала две молекулы иодистого водорода расположены достаточно далеко друг от друга. При этом существует взаимодействие лишь между атомами в молекуле. После сближения на достаточно короткое расстояние начинают возникать связи между атомами, входящими в состав разных молекул, и связи Н—I становятся более слабыми. В дальнейшем они еще более ослабевают и полностью разрываются, а новые связи Н—Н и I—I, наоборот, упрочняются. В результате происходит перегруппировка атомов и вместо исходных молекул HI образуются молекулы На и В процессе сближения и перегруппировки атомов молекулы образуют некоторый малоустойчивый активный комплекс (или переходное состояние) из двух молекул водорода и двух молекул иода комплекс существует очень недолго и в дальнейшем распадается на молекулы продуктов. На его образование необходима затрата энергии, равная энергии активации. То, что энергия активации химических реакций всегда значительно меньше энергии диссоциации соответствующих связей, подтверждает теоретический тезис, что в процессе взаимодействия молекул не происходит предварительного полного разрыва химических связей. [c.245]

Предлагалась даже формула, допускающая в качестве полу-эмпирической закономерности полную пропорциональность между обменным интегралом Н 2 и интегралом перекрывания 512. Для вычисления интегралов перекрывания нужно знать, конечно, отдельные атомные функции. Надежность оценок энергии связи поэтому зависит от того, насколько удачным оказался выбор атомной функции. Обычно пользуются функциями, предложенными Слейтером. Эти функции не всегда дают достаточно точные результаты, но тем не менее расчеты, проведенные с их помощью Милликеном, представляют значительный интерес. Так было найдено, что интегралы перекрывания для гибридных орбиталей (см. ниже) больше, чем для чистых. Интегралы перекрывания изменяются в пределах от нуля до единицы. У молекулы На интеграл перекрывания составляет 0,75, у бора (В—В) для связей типа 5—5 — 0,5, для связей типа ра—ра и рп—рл — около 0,3, у углерода для двойной связи (С = С) имеем тип 55 0,44 тип ра—ра 0,32 и тип рл—рп 0,27. Благодаря этим данным можно представить себе долю участия и образования связей различных электронов, а не только тех, которые химики привыкли называть валентными и на которых они сосредоточивают внимание, когда речь идет об образовании соединений. [c.106]

В уравнениях (IV.3) и (1У.4) значения энергий связей атомов индексной группы с катализатором (Рак--, и др.) принимаются в расчете на полный разрыв связей атомов в молекуле. Поскольку полного разрыва связей в молекуле не происходит, а они только деформируются, то для зависимости теплоты образования (или разложения) промежуточного мультиплетного комплекса Q от энергии активации реакции Е Баландиным была предложена формула [c.87]

Это обусловлено, вероятно, тем обстоятельством, что по мере увеличения размера атома уменьшается прочность связи между ядром и периферическими электронами, в результате они приобретают способность легче поляризоваться и, следовательно, легче вступать во взаимодействие с образованием связи. Кроме того, чем больше размер иона (или группы), тем меньше энергия его сольватации, т. е. тем меньшую энергию необходимо затратить для частичного или полного удаления окружающих его молекул растворителя, без чего невозможна атака атома углерода этим ионом (или группой). Сочетание этих двух факторов приводит к тому, что объемистый ион I" является более активным нуклеофилом по сравнению с малым ионом Р", несмотря на то, что ион Р- представляет собой значительно более сильное основание, чем ион 1 . [c.109]

Лондон был первым, кто дал объяснение этого барьера в терминах квантовой механики. В описанной выше реакции атомы Ч Ъ первоначально связаны простой связью, т. е. двумя электронами с противоположно направленными спинами, в то время как атом X имеет неспаренный электрон. С приближением X к V — Z взаимодействие между этими тремя электронами вызывает уменьшение силы связи V — Ъ, так что V и 7 стремятся разойтись. Следовательно, приближение X к V — Ъ сопровождается увеличением потенциальной энергии системы, которое лишь отчасти компенсируется образованием связи X — V. В конце концов, достигается точка, где доминирующим становится притяжение X — У, а Ъ покидает систему, что сопровождается уменьшением полной потенциальной энергии системы. Можно продемонстрировать это графически откладывая полную потенциальную энергию системы в ходе протекания реакции, как это показано на рис. 14.1. [c.308]

Впервые понятие о гибридизации было введено для объяснения структуры молекул органических веществ. Как было показано, в молекулах ненасыщенных углеводородов возможна р- и р -г ибри-дизация, а для насыщенных — р -гибридизация. За счет этого происходит значительный выигрыш в энергии при образовании связи вследствие более полного перекрывания гибридных орбиталей орбиталями соседних атомов. При переходе от исходных к гибридным орбиталям полнота перекрывания заметно увеличивается в последовательности 5р < р <8р. Это проявляется в соответствующем упрочнении связи и в изменении ее длины (табл. 4). [c.59]

В точке I помещается исходная система, в точке 3 - конечная. По линии 1-4 откладывается изменение порядка связи С—X t ив точке 4 находится система С + X + Движение по линии 1-4 соответствует течению процесса по классическому 5 /у -механиз- у. В точке 2 помещается система (X — С —, и движение по линии 1-2 изображает гипотетический случай процесса 8 2, в ко-тор( [ происходит полное образование связи С—V без заметного радрыхления связи С —X. Практически этот случай для реакций замещения при углеродном атоме никогда не достигается, хотя в литературе были попытки [87] обосновать, что частица типа (X—С—V) должна быть промежуточным мало стабильным соединением в 5/у 2-процессах. Гипотетичность такого пути тем не менее вряд ли может быть основанием для того, чтобы отвергнуть рассматриваемую модель. Просто это означает, что реально путь 1-2-8 не осуществляется, так как энергия переходаого состояния на этш оути всегда выше, чем на некоторш промежуточном, характерном для 2-процесса. Однако очевидно, что такого типа система должна иметь вполне определенную и в принципе рассчитываемую величину потенциальной энергии. [c.49]

Следовательно, переход от металла к галиду (или оксиду) не обязательно связан с разрушением всех связей между атомами металла и полной заменой их на связи металл — галоген. Обычно многие металлы -элементов характеризуются высокими энтальпиями атомизации, т. е. разрыв связей между атомами -элементов требует большой затраты энергии. Поэтому при образовании низшего галида некластерного типа энергия, выделяемая при образовании связей М—Hal, оказывается недостаточной для компенсации энергии, затрачиваемой на разрыв всех связей М—М. [c.558]

Появление большого числа различных фрагментов часто помогает установить структуру молекулы. Однако даже в этом случае необходимо соблюдать осторожность. Ион, образующийся в ионизационной камере, подвергается многим колебательным процессам эти процессы могут сопровождаться перегруппировками с образованием связей, которых нет в исходном соедиР1снии [см., например, уравнение (16.14)]. Образование новых ионов затрудняет установление химических процессов. которые приводят к появлению в масс-спектре различных пиков. Это в свою очередь создает трудности для выяснения влияния прочности связи или других свойств молекулы на относительные количества образующихся ионных фрагментов. Была предпринята попытка количественно рассмотреть масс-спектрометрическую фрагментацию на основании так называемой квазиравновесной теории [10]. Внутреннюю энергию распределяют по всем возможным осцилляторам и ротаторам молекулы и рассчитывают скорости распада по различным направлениям. Каждому колебательному уровню приписывается весовой фактор или частотный фактор (т.е. энтропийный член). Для молекулы реального размера полный анализ сложен. Вводятся приближения, приводящие [c.322]

Может возникнуть вопрос, насколько правомерно составлять волновую функцию электрона, находящегося в молекуле, из волновых функций электронов в свободных атомах. Такое приближение не является слишком грубым по двум причинам. Во-первых, состояние электронов в молекулах не очень сильно отличается от их состояния в атомах, об этом свидетельствует сравнительно небольшое изменение энергии электронов при образовании химической связи. Так, полная энергия электронов для двух свободных атомов водорода равна —2-13,6 =—27,2 эВ, а изменение энергии при образовании молекулы Нг (энергия связи) составляет 4,5 эВ. Подобное соотношение характерно и для других молекул. Оно обусловлено тем, что образование связи сравнительнс мало влияет на движение электронов вблизи ядер атомов, где взаимодействие электронов и ядер велико. Во-вторых, изменение электронных облаков при переходе от атомов к молекуле в некоторой мере учитывается выбором с помощью вариационного метода определенных значений коэффициентов с. [c.100]

Частица НАД отнимает от фосфорилированного глицеринового альдегида два атома водорода, в результате чего альдегид превращается в кислоту. Взаимодействие этой кислоты с АДФ ведет к отщеплению одной фосфатной группы и образованию фосфогли-цериновой кислоты и АТФ, уносящей часть энергии в форме энергии макроэргической фосфатной связи. Отщепление молекулы воды и повторное взаимодействие с АДФ ведет к полному удалению фосфатных групп и к образованию в конечном счете пирови-ноградной кислоты СН3СО ОООН. В процессе анаэробного дыхания возможно ее дальнейшее превращение в молочную кислоту или этиловый спирт и оксид углерода (IV). [c.368]

Уравнения (1У.З) и (1У.4) носят приближенный характер, так как они записаны для полного разрыва связей с образованием радикалов, прикрепленных к, атомам катализатора. В действительности в мультиплетной теории принимается, что полный разрыв связей осуществляется редко и в основном происходит деформация связей. Этот момент уточняется далее в теории введением определенных соотношений между величинами Q и Q" и экспериментальными значениями энергии активации реакции. Приближенны эти уравнения и потому, что они записаны или для отдельного мульти-плета, или для однородной поверхности, поскольку величины дк, Сек, приняты постоянными. [c.84]

В случае лютеция, по-видимому, не следует говорить об участии 4/-электронов в образовании связи из-за полной заселенности 4/-под-уровня. Здесь мы имеем дело с участием в связи одного 54-элек-трона. У лантана из-за особой стабильности незаполненной 4/°-кон-фигурации очень высока вероятность перехода электрона с 4 на 5й-подуровень и энергия связи определяется одним 5бг-электроном. Это и приводит к одинаковым энтальпиям сублимации лантана и лютеция. [c.411]

Сходство между жидкостями и твердыми телами хорошо подтверждается с энергетических позиций. Если, например, сравнить теплоту сублимации кристаллической меди, т. е. теплоту, необходимую для перевода 1 моль меди из твердого состояния в одноатомный пар (АЯсубл = 334 кДж/моль) с теплотой ее плавления <ДЯпл=12,9 кДж/моль), то оказывается, что энергия полного разделения атомов приблизительно в 25 раз больше, чем энергия, необходимая для разрушения кристаллической решетки с образованием расплава. Таким образом, можно сделать вывод, что при плавлении меди связи разрушаются не полностью, и для этого необходима лищь Vas часть энергии (4%), поглощаемой при полном разрыве связей. Можно представить, что при плавлении статистически в среднем каждая связь заменяется другой с энергией приблизительно на 4% меньше. Все это подтверждает близость свойств твердого и жидкого состояния и резкое отличие их от свойств газа, [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология