химический каталог




Общая химия

Автор Н.Л.Глинка

а рис. 35 изображено перекрывание р-электронных облаков в молекуле N2 (для удобства изображения перекрывание рх~, р -

Дг-облаков показано раздельно). Как показывает рис. 35, атомы азота связаны в молекуле N2 тремя ковалентными связями. Но эти связи неравноценны: одна из них о-связь, а две другие зт-связи. Вывод о неравноценности связей в молекуле азота подтверждается тем, что энергия их разрыва различна.

Представление о направленности ковалентных связей позволяет объяснить взаимное расположение атомов в многоатомных молекулах. Так, при образовании молекулы воды электронные облака двух неспаренных 2р-электронов атома кислорода перекрываются с ls-электронными облаками двух атомов водорода; схема этого перекрывания изображена на рис. 36. Поскольку р-электрон-ные облака атома кислорода ориентированы во взаимно перпендикулярных направлениях, то молекула НгО имеет, как показано на рис. 36, угловое строение, причем можно ожидать, что угол между связями О—Н будет составлять 90°.

Молекула NH3, образующаяся при взаимодействии трех р-элек-тронов атома азота с s-электронами трех атомов водорода (рис.37), имеет структуру пирамиды, в вершине которой находится атом азота, а в вершинах основания атомы водорода. И в этом случае

можно ожидать, что углы между связями N—Н будут равны 90°.

Эти выводы о взаимном расположении атомов в молекулах NH3 и Н20 соответствуют действительности. Значительная по

лярность молекул воды (\i = 1,84 D) и аммиака (^i — 1,48 D), а также данные структурных исследований свидетельствуют о том, что молекула Н20 имеет угловое строение, а молекула NH3 построена в форме пирамиды. Однако углы между связями (в а -лентные углы) отличаются от 90°: в молекуле воды угол НОН составляет 104,5°, а в молекуле аммиака угол HNH равен 107,3°.

Для объяснения отличия валентных углов в молекулах НгО и NH3 от 90° следует принять во внимание, что устойчивому состоянию молекулы отвечает такая ее геометрическая структура и такое пространственное расположение электронных облаков внешних оболочек атомов, которым отвечает наименьшая потенциальная энергия молекулы. Это приводит к тому, что при образовании молекулы формы и взаимное расположение атомных электронных облаков изменяются по сравнению с их формами и взаимным расположением в свободных атомах. В результате достигается более полное перекрывание валентных электронных облаков и, следовательно, образование более прочных ковалентных связей. В рамках метода валентных связей такая перестройка электронной структуры атома рассматривается на основе представления о гибридизации атомных орбиталей.

43. Гибридизация атомных электронных орбиталей. Метод гибридизации атомных орбиталей исходит из предположения, что при образовании молекулы вместо исходных атомных S-, р- и d-элек-тронных облаков образуются такие равноценные «смешанные» или гибридные электронные облака, которые вытянуты по направлению к соседним атомам, благодаря чему достигается их более полное перекрывание с электронными облаками этих атомов. Такая деформация электронных облаков требует затраты энергии. Но более полное перекрывание валентных электронных облаков приводит к образованию более прочной химической связи и, следовательно, к дополнительному выигрышу энергии. Если этот выигрыш энергии достаточен, чтобы с избытком скомпенсировать затраты энергии на деформацию исходных атомных электронных облаков, такая гибридизация приводит, в конечном счёте,

к уменьшению потенциальной энергии образующейся молекулы и, следовательно, к повышению ее устойчивости.

Рассмотрим в качестве примера гибридизации образование молекулы фторида бериллия BeF2. Каждый атом фтора, входящий в состав этой молекулы, обладает одним неспаренным электроном,

2s

Н tl н I

Be

который и участвует в образовании ковалентной связи. Атом бериллия в невозбужденном состоянии (Is22s2) неспаренных электронов не имеет:

п

г N

Поэтому для участия в образовании химических связей атом бериллия должен перейти в возбужденное состояние (ls22sl2pl):

t

Бе* f

Образовавшийся возбужденный атом Be* обладает двумя нс-спаренными электронами: электронное облако одного из них соответствует состоянию 25, другого—2р. При перекрывании этих электронных облаков с р-электронными облаками двух атомов фтора могут образоваться ковалентные связи (рис. 38).

Однако, как уже было сказано, при затрате некоторой энергии вместо исходных 5- и р-орбиталей атома бериллия могут образоваться две равноценные гибридные орбитали (sp-орбиталп). Форма и расположение этих орбиталей показаны на рис. 39, из которого видно, что гибридные sp-орбитали вытянуты в противоположных направлениях.

Рис. 39. Форма (схематическое изображение) и взаимное расположение гибридных, sp элек-> тронных облаков атома бериллия (для каждой гибридной орбитали отдельно).

Перекрывание гибридных sp-электронных облаков атома бериллия с р-электронными облаками атомов фтора изображено на

Рнс. 40. Сх^ла образования химических спязей в молекуле Be

страница 68
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

Скачать книгу "Общая химия" (9.39Mb)


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

 

 

Реклама
60F5H0E
земля новая рига 95 км
Продажа элитных квартир в жилом комплексе Barkli Residence
наклейки отоброжающие технические характеристики на мазда

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
(22.11.2017)