химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

овалентной связи, рассмотрим валентные возможности атомов бора, углерода и азота. Это элементы 2-го периода, и следовательно, их валентные электроны распределяются по четырем .орбиталям внешнего слоя: одной 2s- и трем 2р-:

N 2sJ2p3

* + t +

2s

Н ' I

Н-В-Н

I

Н

Н

:Н'

Н-Во +

I

Н

акцептор донор

Простейший акцептор электронной пары — протон Н*; его присоединение к молекуле NH3 тоже приводит к образованию комплексного иона NH*, но уже с положительным зарядом:

В* 2s1 2р2

.++-

Поскольку у бора и углерода имеются энергетически близкие свободные 2р-орбитали, при возбуждении эти элементы могут приобрести новые электронные конфигурации:

С* 2s'2p3 .++.+

2s

Н

Н I

H-N-H

H-N: + ПН*

Н L Н

донор акцептор

Из сопоставления структурных формул молекулы СН4 и комплексных ионов ВН' и NH*

Н I

• DB-H

I

Н

Н I

• :N-H I

Н

В соответствии с числом непарных электронов атомы В, С и N могут образовать соответственно три, четыре и три ковалентные связи, например с атомами водорода:

В- + ЗН-

•С-+ 4Н-

:N- + ЗН-

Н I

?Н-С-Н

I

Н

Атом бора имеет свободную орбиталь, поэтому в молекуле ВН3 дефицит электронов. В молекуле же. NH3 при атоме азота имеется неподеленная (несвязывающая) электронная пара. Таким образом, молекула ВН3 может выступать как акцептор, а молекула NH3, наобог рот, — как донор электронной пары. Иными словами, центральные атомы той и другой молекулы способны к образованию четвертой ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму.

Простейший донор электронной пары — гидрид-ион Н". Присоединение отрицательного гидрид-иона к молекуле ВН3 приводит к образованию сложного (комплексного) иона ВН^ с отрицательным заря-

80

Н

I

Н-С-Н I

Н

Н

I

H-N-H

I

Н

Н

; I

Н-В-Н

I

Н

«дно, что атомы бора, углерода и азота в этих соединениях четырех-|алентны. Следует отметить, что в ионах ВН~ и NH* все четыре связи

равноценны и неразличимы, следовательно, в ионах заряд делокализо-*ан (рассредоточен) по всему комплексу.

Рассмотренные примеры показывают, что способность атома образовывать ковалентные связи обусловливается не только одноэлектронны-Ми, но и двухэлектронными облаками или соответственно наличием свободных орбиталей.

§ 2. НАПРАВЛЕННОСТЬ КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ

Поскольку электронные облака имеют различную форму, их взаимное перекрывание может осуществляться разными способами. В завиСИМОСТИ от способа перекрывания и симметрии образующегося облака ^различают о--, ж- и ?-связи (рис. 46).

, 81

Для объяснения пространственной конфигурации молекул существует ряд теорий (моделей). Рассмотрим модель гибридизации орбита-лей.

Модель гибридизации атомных орбиталей. Обычно химические связи образуются за счет электронов разных энергетических состояний атома. Так, у атомов бериллия (2s22p>), бора (2s!2p2) и углерода (2s12p3) в образовании связей одновременно принимают участие как а-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеС12, ВС13 и СС14, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180", 120° и 109°28' соответственно:

С1

С1'

С1

L/J20

"-CI

SC1

Стма-связъ осуществляется при перекрывании облаков вдоль линии соединения атомов. Пи-связъ возникает при перекрывании электронных облаков по обе стороны от линии соединения атомов. Делъта-связъ обязана перекрыванию всех четырех лопастей rf-электронных облаков, расположенных в параллельных плоскостях. Исходя из условий симметрии, можно сказать, что электроны s-орбиталей могут участвовать лишь в iT-связывании, р-электроны — уже в а- и jr-связыва-нии, "а ii-электроны — как в о-- и тг- так и в S-связывании. Для /орбиталей способы перекрывания еще разнообразнее.

Максимальное перекрывание облаков, образующих IT-СВЯЗИ, совпадает с линией, соединяющей центры атомов. Поскольку электронные облака (кроме s-облака) направлены в пространстве, то и химические связи, образуемые с их участием, пространственно направлены. Так, гантелевидные р-орбитали расположены в атоме взаимно перпендикулярно. Следовательно, угол между связями, образуемыми р-электрона-ми атома, должен быть 90°. Таким образом, пространственное расположение о--связей определяет пространственную конфигурацию молекул.

Пространственные формулы молекул весьма разнообразны. Так, молекула СОг имеет линейную структуру, молекула СН4 — тетраэдри-ческую, молекула NH3 — пирамидальную, воды — угловую, S03 — треугольную. 82

Как же неравноценные по исходному состоянию электроны образуют равноценные химические связи? Ответ на этот вопрос дает представление о гибридизации валентных орбиталей. Согласно этому представлению химические связи формируются электронами не "чистых", а "смешанных", так называемых гибридных орбиталей. Последние являются результатом смешения атомных орбиталей. Иначе говоря, при гибридизации первоначальная форма и энергия орбиталей (электронных облаков) взаимно изменяются и образуют

страница 22
< 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
обрезные при широкоформатной печати
лесное озеро 2 форум хаус
замято ребро жесткости двери что делать?
магнитные полоски такси 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
(04.12.2016)