химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

», соединениям. В табл. А.8 приведены валентности первых десяти элементов периодической системы.

Для определения валентности элемента недостаточно рассматривать только основное состояние атома. Это видно на примере атома углерода. Он имеет два некомпенсированных 2/7-электрона. Энергия, необходимая для того, чтобы возбудить электроны из состояния 2s до состояния 2р, довольно велика и

Рис. А.ЗЗ. Образование s—s-связи. Рис. А.34. Образование двух s—рсвязей.

составляет 436,2 кДж/моль. Однако эта энергия возвращается, если происходит насыщение четырех нескомпенсированных валентных электронов за счет связи с атомами водорода. Расчет показывает, что при образовании метана СН4 выделяется энергия 102,6 кДж/моль. Таким образом, sp3 является истинным валентным состоянием углерода. Эти соображения, однако, неверны в том случае, когда необходим переход электрона на уровень с большим главным квантовым числом, так как на это затрачивалась бы слишком большая энергия. Поэтому, например, азот не образует пяти, а кислород — четырех ковалентных связей. Напротив, существует ион

Н '

H-JJ-H

в котором атом азота имеет на один электрон меньше, чем в несвязанном виде, — положительно заряжен — и валентное состояние которого аналогично состоянию углерода в метане.

При обсуждении строения молекулы водорода было показано, что связь между ядрами организована таким образом, что плотность электрического заряда становится наибольшей вдоль оси, соединяющей оба ядра. В этом случае «электронные облака» атомов перекрываются в наибольшей степени. Такая s—s-связь покязана на рис. А.ЗЗ. Вследствие сферической симметрии

s-состояния все направления в пространстве относительно связи 5—-s равноценны. Однако это не так, если атом с р-электрона-ми вступает во взаимодействие с двумя атомами, имеющими s-электроны. На рис. А.34 показаны такого рода связи в молекуле воды. Видно, что при максимальном перекрывании валентный угол между связями должен быть равен 90°. На рис. А.35 изображена такая же схема для пирамидальной структуры молекулы NH3. Однако экспериментально определенный валентный угол в этих молекулах, как правило, несколько больше. Это можно объяснить взаимным отталкиванием не связанных непосредственно между собой атомов, а также гибридизацией атомных волновых функций кислорода или азота (табл. А.9).

Для определения валентного угла недостаточно исходить только из волновых функций, соответствующих основному состоянию атомов. Например, обратимся вновь

к атому углерода. Судя по валентному состоянию, в молекуле СН4 должны быть три связи s—р и одна связь s—s. Однако опытные данные показывают, что все четыре связи С—Н полностью равноценны. По-видимому, «самые лучшие» функции состояния, т. е. с наивысшей энергией связи, соответствуют некоторым линейным комбинациям s- и р-связей, т. е. «гибридным Функциям», а не самим исходным s-или р-волновым функциям. В СН4 имеются четыре полностью равноценные гибридные орбитали, направленные по углам тетраэдра (табл. АЛО).

Было показано, что в некоторых случаях гибридизация возможна и в двухатомных молекулах. Например, в НС1 нет просто связи Is—Зр; связь между атомами и и С1 осуществляется с участием Зв-электронов хлора.

Возможность образования различных гибридных сочетаний из волновых функций одного атома имеет большое значение для объяснения существования соединений с кратными связями.

В последнее время получила значительное распространение внешне простая теория строения молекулы, которая пытается °бъяснить расположение и углы связи в молекуле, не прибегая

Химическая связь

93

к представлениям об одноэлектронных орбиталях с определенной симметрией (так называемая модель отталкивания пар электронов). Здесь эта теория не рассматривается, так как попытки ее вывода и интерпретации (с помощью принципа Паули) внесли бы известное замешательство в наши представления. Следует, однако, указать на то, что уменьшение угла связи по сравнению с теоретическим значением в ряду соединений

:NFH MI 107,3°

109,5°

6.3.2.

действительно связано с наличием свободной пары электронов, которая оказывает «отталкивающее» действие, сокращающее валентный угол. Это влияние можно рассчитать в рамках кван-товомеханической теории.

Соединения с кратными связями

В табл. АЛО для атома углерода наряду с «тетраэдриче-ской» гибридизацией приведены и другие линейные гибридные комбинации. Прежде всего обратимся к случаю тригональных функций, которые отражают строение радикала СН3. Оси трех cr-связей находятся в плоскости ху под углом 120° друг другу (рис. А.36). В молекуле этилена углерод-углеродная и углерод-водородные связи также расходятся к вершинам треугольника (рис. А.37). В этой молекуле существует обычная (однократная) связь, описываемая двумя о-функциями. В то же время происходит образование кратной связи путем перекрывания

волновых pz—Рг-функций в плоскости, перпендикулярной плоскости ху. Эта связь уже не имеет вращательной симметрии относительно оси С—С, ее называют я-связью в отличие о

страница 30
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


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

 

 

Реклама
Стол B-trade A108-2
обучающая программа секретарь-референт
вентсистема веза
big love show 2017 санкт-петербург билеты

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
(09.12.2016)