химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

куба, а периферические атомы — в его противоположных вершинах.

В образовании орбиталей молекулы СН« принимают участие 2S-, 2рх~, 2РУ"и 2РДГОРБИТАЛИ атома углерода и ls-орби-тали четырех атомов водорода. Возможные способы перекрывания валентных орбиталей атома углерода и четырех атомов водорода показаны на рис. 43.

Комбинация 2«)рбитали углерода и Is- Р и с- 4Z Взаимное расположение атомов в молекуле СЩ

орбиталей четырех атомов водорода (рис. 43,

а) приводит к образованию пятицентровых молекулярных су- и о**-торбиталей.

Комбинация 2рх-, 2ру-, 2рггорбиталей углерода и ls-орбиталей атомов водорода (рис. 43, 6) соответствует образованию трех связывающих ffp (ах, Су, аг) и трех разрыхляющих ffp (а*, а*, а*) пятицентровых молекулярных орбиталей.

Характер перекрывания 2р-, 2ру-и 2рг-орбиталей атома С с ls-орбиталями атомов Н одинаков. Следовательно, возникающие при этом три молекулярные (Тр-орбитали (или соответственно три <г *-орбитали) имеют одинаковую энергию, т.е. они составляют трижды вырожденный уровень.

При учете 2в-электронов двух атомов кислорода — А и В электронную конфи- -гурацию молекулы С02 можно записать:

2s22s2FF2FF2*2*2 х°2 „2. д Ъ S Z X у X, у

Четыре пары электронов — tr2., т2, я2 приходятся на четыре трехцент-

ровые связывающие орбитали, т.е. на каждый из атомов кислорода приходится по две пары связывающих электронов. Таким образом, можно считать, что порядок связи между атомами кислорода и углерода в молекуле С02 равен 2. Это можно отразить структурной формулой 0=С=0.

§ 5. ПЯТИАТОМНЫЕ ТЕТРАЭДРИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ

Относительное расположение атомов водорода и углерода для тетраэдрической молекулы метана СН4 приведено на рис. 42. Как видно из рисунка, правильный тетраэдр можно получить, поместив 72

73

ОРБИТАЛИ С

ОРБИТАЛИ

сн4

\

V

» л

л

' \ II

09

21

-н-

Энергетическая диаграмма орбиталей молекулы метана приведена на рис. 44. Невозбужденная молекула СН4 имеет два связывающих и два разрыхляющих энергетических уровня. Распределение восьми валентных электронов молекулы метана (четыре ОТ атома С и четыре от атомов Н) соответствует электронной конфигурации

5 X у Г

Рис. 44. Энергетическая диаграмма орбиталей тетраэдрической молекулы без т-связывания на примере СН4

Каждая из молекулярных орбиталей охватывает все атомы молекулы и поэтому по характеру распределения электронной плотности все четыре атома водорода равноценны. Это позволяет считать, что в молекуле имеются четыре равноценные связи С~Я:

Н

I

Н—с—Н

I

Н

Валентные электроны располагаются аа орбиталях двух энергетических уровней (рис. 44). Поэтому молекула СН4 имеет два первых потенциала ионизации. Удаление электрона с оуорбитали требует большей энергии (2132 кДж/моль), чем с одной из оуорбитали (1274 кДж/моль).

Как показывают расчеты, 2а-орбиталь атома углерода по своей энергии резко отличается от 1я-орбитали атома водорода. Поэтому по энергетическим условиям комбинация 2я-орбитали атома углерода с четырьмя 1 s-орбиталями четырех атомов водорода к заметному перекрыванию не приводит, а следовательно, 2а-орбиталь атома углерода в молекуле метана играет роль несвязы-вающей. Таким образом, в молекуле СН4 в действительности химическая связь осуществляется эа счет двух 2р-электронов углерода и четырех 1^-электронов четырех атомов водорода. Очевидно, что и при таком объяснении сохраняется вывод о равноценности всех четырех атомов водорода молекулы метана и равноценности связей С—Н.

§ 6. СОПОСТАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ДИАГРАММ ОРБИТАЛЕЙ МОЛЕКУЛ РАЗНОГО СТРОЕНИЯ

Сопоставим энергетические диаграммы орбиталей линейной, треугольной, тетраэдрической, тригонально-пирамидальной и угловой молекул без ir-связей:

!-

SI. Е °-г_ »;—< <—

й

«!?*_ «Г— ffx ffy "7—

»» К

-н- К— -tf"' ?ffd -tf'-

-ff -tf : -ff -ffff'

REH; ЛИНЕЙНАЯ вн,

ТРЕУГОЛЬНАЯ сн4

Тетраэдрическая HJN ПИРАМИДАЛЬНАЯ H30 УГЛОВАЯ

По мере перехода в этом ряду от линейной к тетраэдрической молекуле число молекулярных <г-орбиталей увеличивается, а число х-орбиталей уменьшается. В тригонально-пирамидальной молекуле число (г-орбиталей то же, что и в треугольной, но вместо несвязываю-щей т-орбитали имеется несвязывающая о-°-орбиталь.

ВеН2 ВН3

Osffxffy

Н-Ве-Н Н 1

1

В

Распределение электронов по молекулярным орбиталям можно отразить в структурных формулах молекул. Примем во внимание, что нахождение электрона в с-орбитали соответствует о*-связи между атомами. Электроны а°- и х°-орбиталей играют роль несвязывающих и принадлежат центральному атому:

СН4

-г2.,2,,2,,2 Os•Л

H,0

NH3

:0:

Н

'Л-

Н

Как видно из сравнения рис. 37 и рис. 41, для молекул с ir-связями энергетическая диаграмма орбиталей сложнее, чем для молекул без ж-связей. В частности, вместо несвязывающей гг°-орбитали в молекулах с т-связыванием имеются т- и г'-орбитали.

ОРБИТАПИ В

ОРБИТАЛИ BF.

Рассмотрим диаграмму молекулярных орбиталей молекулы BF3 (рис. 45). Эта молекула, как и мол

страница 20
< 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
Компьютерная фирма КНС Нева предлагает HP ProBook 430 G3 цена - Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, парковка для клиентов.
ледовое шоу в россоши
столик для ноутбука
лампа светодиодная,

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
(25.02.2017)