химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

p>Важнейшей характеристикой химической связи является энергия,

определяющая ее прочность. Мерой прочности связи может служить

количество энергии, затрачиваемое на ее разрыв. Для двухатомных

молекул энергия связи равна энергии диссоциации молекул на атомы.

Так, энергия диссоциации Еаж, а следовательно, и энергия связи

в молекуле Н2 составляют 435 кДж/моль. В молекуле фтора F2 она

равна 159 кДж/моль, а в молекуле азота N2 — 940 кДж/моль.

Для многоатомных молекул типа АВ„ средняя энергия связи Е =

АВ

= 1/п части энергии диссоциации соединения на атомы:

АВ„ = А + пВ, Е№ = Елж/п. Например, энергия, поглощаемая в процессе Н20 = 2Н + О

равна 924 кДж/моль Н20. Но в молекуле воды обе связи О—Н равноценны, поэтому средняя энергия связи Е = E№c/2 = 924/2 =

ОН

= 462 кДж/моль.

Длины и энергии связи, валентные углы, а также экспериментально определяемые магнитные, оптические, электрические и другие свойства веществ непосредственно зависят от характера распределения электронной плотности. Окончательное заключение о строении вещества делают после сопоставления информации, полученной разными методами. Совокупность экспериментально полученных данных о строении вещества обобщает квантово-механическая теория химической связи.

Химическая связь в основном осуществляется так называемыми валентными электронами. У е- и р-элементов валентными являются электроны орбиталей внешнего слоя, а у rf-элементов — электроны — ^орбитали внешнего слоя и rf-орбиталей предвнешнего слоя.

§ 2. ПРИРОДА ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Химическая связь образуется только в том случае, если при сближении атомов (двух или большего числа) полная энергия системы (сумма кинетической и потенциальной энергий) понижается.

Рассмотрим простейшую из возможных молекулярных систем — молекулярный ион водорода Н*. (Эта частица получается при облучении молекул водорода Н2 электронами.) В нем один электрон движется в поле двух ядер — протонов. Расстояние между ядрами в Н* равно

0,106 нм, а энергия связи (диссоциации на атом Н и ион Н*) составляет 255,7 кДж/моль. Таким образом, эта частица весьма прочная. 48

типов — силы притяжения электрона к обоим ядрам и силы отталкивания между ядрами (рис. 18).

Сила отталкивания проявляется между положительно заряженными ядрами Н^ и Н* (рис. 18, а). Силы притяжения действуют между

отрицательно заряженным электроном е и положительно заряженными ядрами — протонами Н* и Н* (рис. 18, б", в).

Сила межъядерного взаимодействия направлена вдоль оси

А В

расположения ядер и стремится развести их друг от друга (см. рис. 18, а). Очевидно, молекула образуется в том случае, если равнодействующая сил притяжения и отталкивания равна нулю. Иными словами,

взаимное отталкивание ядер (протонов Н* и Н") должно быть ском-

А В

пенсировано притяжением электрона к ядрам. Эффективность последнего зависит от местоположения электрона е" относительно ядер.

Конечно, точно определить положение электрона в молекуле невозможно. Но можно рассмотреть вероятность его нахождения в пространстве относительно ядер. Так, в любой момент времени электрон может оказаться в положении, изображенном на рис. 18, б. В другой момент электрон будет находиться уже в новом положении, например изображенном на рис. 18, е.

Сравним результирующее действие сил притяжения и отталкивания при этих конфигурациях. Обозначим силы притяжения электрона к протонам / _ и / ., а их проекции /' . и /' .. Когда электрон

А В А В

находится в положении б (см. рис. 18, б), то его притяжение к протонам (силы /J|TE- и /JJTE_) способствуют их сближению (силы . и

49

/gt -)? Когда же имеет место конфигурация в (см. рис. 18, в), то возни-в

кает другая ситуация. В этом случае силы притяжения (/ц*е- и -4I*E-)

А В

направлены в одну сторону и отталкивание протонов не компенсируют. Следовательно, согласно возможным положениям электрона относительно двух протонов в молекуле имеется область связывания и область антисвязываиия или разрыхления (рис. 19). Если электрон попадает в область связывания, то химическая связь образуется. Если же электрон попадает в область разрыхления, то химическая связь не образуется.

Иными словами, химическая связь возникает в том случае, если электрон оказывается в пространстве между ядрами (в связывающей области). Химическая связь осуществляется за счет электростатического взаимодействия положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов. Это приводит к понижению полной энергии системы при образовании молекулы из атомов. Чем больше выделяется при этом энергии, тем прочнее химическая связь.

§ 3. КРИВАЯ ПОЛНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ МОЛЕКУЛЫ

Как уже указывалось, для молекулярного иона водорода И* можно

по уравнению Шредингера точно вычислить энергию электрона и распределение электронной плотности. Результат такого расчета отражает рис. 20. Кривая 1 отвечает состоянию, когда электрон находится в связывающей области. Энергетический уровень такого положения электрона назовем связывающим и обознач

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
участки без подряда с коммуникациями по новорижскому шоссе
наклейки с вырубкой в москве
моноколесо fastwheel ring
стол на 10 человек купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.09.2017)