химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

им его а. Характер этой кривой можно объяснить тем, что по мере сближения протонов в связывающей области (см. рис. 18, б) вначале преобладают силы притяжения, а затем силы отталкивания. Поэтому вначале наблюдается монотонное понижение полной энергии системы, по достижении же минимума — резкое ее увеличение. Минимум на кривой полной энергии отвечает наиболее устойчивому состоянию системы из двух протонов и одного электрона, т.е. устойчивому состоянию иона Н*. Минимум энергии на кривой отвечает равновесному расстоянию между

протонами (d = 0,106 нм), глубина минимума — энергия диссоциа-нн

ции иона Щ на атом Н и протон Н* (Е t = 255,7 кДж/моль).

Следующий энергетический уровень молекулярного иона водорода

50

Р и с. 19. Области связывания р и с 20. Зависимость потенци-

и разрыхления в молекулярном альной энергии молекулярного

ионе Щ иона Щ при нахождении электро-

на в связывающей (кривая 1) и разрыхляющей (кривая 2) области

(рис. 20, кривая 2) минимума не имеет — молекула в этом состоянии образоваться не может. Подобная ситуация возникает, когда электрон находится за ядрами (см. рис. 18, в), т.е. в разрыхляющей области. В этом случае сила отталкивания протонов не компенсируется силой притягивания к электрону. Энергетический уровень такого положения электрона назовем разрыхляющим и обозначим ff*.

Таким образом, образование химической связи в Н* обусловлено

тем, что электрон движется около двух ядер. Между ядрами появляется область с высокой плотностью отрицательного заряда, которая "стягивает" положительно заряженные ядра. Притяжение уменьшает полную энергию системы — возникает химическая связь.

Г Л А В А 2. ТЕОРИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ

§ 1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОРБИТАЛИ

Для описания химической связи широко используются два подхода: теория молекулярных орбиталей (МО) и теория валентных связей (ВС). В развитии теории ВС особая заслуга принадлежит Гейтлеру и Лондону, Слетеру и Полингу; в развитии теории МО — Малликену и Хунду.

Согласно теории молекулярных Орбиталей молекула рассматривается как совокупность положительно заряженных ядер и отрицательно

51

заряженных электронов, где каждый электрон движется в поле остальных электронов и всех ядер.

Описать молекулу согласно теории МО — это значит определить тип ее орбиталей, их энергию и выяснить характер распределения электронов по орбиталям, т.е. решить те же задачи, что и при рассмотрении электронных структур атомов.

Как было показано, электрон может находиться в связывающей или разрыхляющей областях молекулы (см. рис. 19). В соответствии с этим различают связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали. В связывающей молекулярной орбитали электронная плотность концентрируется между ядрами, в разрыхляющей молекулярной орбитали — за ядрами, а между ними она равна нулю.

Молекулярные орбитали можно представить как результат комбинации орбиталей атомов, образующих молекулу. Рассмотрим образование орбиталей двухатомной молекулы. При сближении двух атомов их орбитали перекрываются. Из каждых двух перекрывающихся атомных орбиталей образуются две молекулярные орбитали — одна связывающая, другая — разрыхляющая (рис. 21).

Ф_

С|Ф + с2Ф ;

А В

Если орбитали атомов А и В, образующих молекулу АВ, обозначить Ф и Ф , то возможные комбинации можно записать: А В'

с3ФА-с4Фв.

Эти комбинации приводят к образованию связывающей молекулярной орбитали Ф* и разрыхляющей молекулярной орбитали Ф-.

Коэффициенты с указывают долю участия соответствующих атомных орбиталей в формировании молекулярных.

Для случая двухатомных молекул с одинаковыми ядрами (гомо-ядерных молекул) вклад атомных орбиталей в молекулярные будет одинаковым, т.е. q = с2 и cs — Сц.

Молекулярные орбитали обозначают греческими буквами (со звездочкой для разрыхляющей орбитали). Молекулярные орбитали, образованные перекрыванием атомных

орбиталей по оси расположения атом- до мо ал

ных ядер, называют а-орбиталями.

Примем, что ядра атомов расположены по оси г и перекрывание атомных орбиталей осуществляется по оси. При сложении s-атомных орбиталей образуется связывающая двухцентровая молекулярная орбиталь as. При вычитании атомных орбиталей образуется разрыхляющая двухцентровая молекулярная орбиталь а*.

Рис. 22. Энергетическая диаг-

Образование молекулярных орбита- рамма 1 s-атомных и «ТУ-молеку-

лей из атомных изображают в виде ЛЯРНЬ,Х °Рбиталей двухатомной

гомоядернои молекулы

энергетической диаграммы, где по

вертикали откладывают значения энергии Е орбиталей (рис. 22). Слева и справа на диаграмме приводят энергетические уровни атомных орбиталей, в середине — уровни молекулярных орбиталей.

Связывающая молекулярная орбиталь характеризуется повышенной электронной плотностью в пространстве между ядрами, поэтому такая орбиталь энергетически более выгодна, чем атомные орбитали. Наоборот, на разрыхляющей орбитали электронная плотность кон-

АО

S

Перекрыбание ДО

^ ^"-"^ Отрицательное

Положительное

Рис. 21. Схема образования связывающ

страница 15
< 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
купить балюстрады г. армавире
музыкальные подарки мягкая игрушка ваш подарок наша идея
кресло качалка кр
купить ситечко для заваривания чая

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
(04.12.2016)