химический каталог




Органическая химия

Автор И.И.Грандберг

которая представляет собой энергию молекулы при R = г, где г — длина связи в устойчивой молекуле. При дальнейшем уменьшении R энергия начинает быстро расти вследствие сильного отталкивания ядер и возрастания кинетической энергии электронов.

В этой физической картине важно следующее. В тот момент, когда R близко или равно г, вместо двух атомных орбиталей и Ч'в (1*-орбиталей, если сближались два атома водорода) возникает общая молекулярная орбиталь (МО) которая в отличие от АО является двухцентровой орбиталью. Это объясняется тем, что, оказавшись в пространстве между атомами, электрон атома А уже находится в поле и атома В; таким образом, он может перейти на его орбиталь, и наоборот. Наглядно образование такой МО показано на рис. 9 для атомов водорода.

©ахшхзэ-ет) *•<

Рис. 9. Схема образования связывающей молекулярной ls-орбитали при сближении двух атомов водорода и пространственное изображение МО в виде зарядового облака

При интерпретации такой картины весьма существенно, что, когда электрон, находящийся на МО *F, движется вблизи ядра А, МО Ч/ весьма сходна с АО ?А, а когда электрон движется вблизи ядра В, МО Ч> весьма сходна с АО *РВ, т. е. Ч? попеременно сходна с *РА и и, следовательно, ее можно представить в виде линейной комбинации ? = Х?А + ч/в.

Физический смысл знака «+» в этом равенстве означает, что плотность электронов в пространстве между ядрами значительно выше, чем в других частях МО, а это способствует связыванию ядер, и что оба электрона в молекуле водорода охватывают оба ядра.

МО такого типа Х?=ЧА+ Тв, образовавшиеся при сложении двух АО, называются связывающими орбиталями, так как при этом процессе происходит связывание атомов в молекулу.

В общем случае образование МО из двух АО должно приводить обязательно к двум МО. Дело в том, что на каждой АО могут находиться два электрона и при образовании МО на них должно разместиться четыре электрона. Так как, согласно принципу Паули, на одной орбитали не может находиться более двух электронов, то должны образовываться две МО. Из метода линейных комбинаций легко выводится, что вторая МО Ч'* образуется при операции вычитания АО: Ч** = 4*А - Ч*в.

В При образовании МО такого типа вероятность нахождения электро-В нов между ядрами равна нулю.

В Электроны на Ч** = Ч*А - Ч*в находятся дальше от ядер, чем даже на Ч*А В и fjj, не говоря уже о 4*= Ч*А + Чв. Отсюда следует, что нахождение В электронов на такой МО энергетически менее выгодно, чем их нахожде-В ние на OA *FA и Ч*в, поэтому атомы стремятся разъединиться, и МО такого Б типа называют разрыхляющими или, реже, антисвязывающими орбита-В лями. Для них принято обозначение Ч** (со звездочкой) или Ч*а (от на-щ чальной буквы слова antibonding) (рис. 10). Связывающие МО 0FA+ Ч*в) К обозначаются просто Ч* (без звездочки) или Ч^ (от начальной буквы слова ИГ bonding).

I ©GMZiD -И

1 VA VB С С

f; V* = VA - ?в

Рис. 10. Образование разрыхляющей молекулярной 1з*-орбитали

^ при сближении двух атомов водорода

Электроны, находящиеся на любой связывающей МО Ч?, всегда стремятся сблизить атомы, а электроны, находящиеся на любой разрыхляющей МО Ч", стремятся разъединить их. '$ Молекула водорода, у которой оба электрона находятся на связывающей МО Ч*, обладает минимумом энергии и устойчива. При сообщении молекуле достаточной энергии можно перевести один или оба электрона, например, на Ч'*-орбиталь, и система станет неустойчивой.

Форма молекулярных орбиталей. а- и л-Связи. Рассмотренное выше образование МО происходило за счет линейной комбинации АО s-типа. Образующиеся при этом орбитали Ч" и Ч** оказываются симметричными относительно поворота вокруг оси, соединяющей ядра (см. рис. 9 и 10). Поэтому МО такого типа обозначаются как а-орбитали; связывающая — просто а, а разрыхляющая — о* (со звездочкой). Отнесение МО к типу а означает только, что МО симметрична относительно оси связи.

Точно так же при образовании МО из двух АО р-типа, ориентация которых соответствует оси связывания (сближение атомов по оси х и выбор р^-орбиталей), образующаяся связывающая орбиталь тоже относится к ст-типу, так как она симметрична относительно оси х (рис. 11); соответствующая разрыхляющая орбиталь по той же причине относится к о*-типу.

48

49

/

/

/

Однако образование МО из орбиталей р типа может происходить и за счет ру- или р2-орбиталей при образовании связи по оси х (рис. 12). МО этого типа (из-за разных знаков долей р-ор-биталей) антисимметричны относительно поворота на 180° вокруг оси АВ и обозначаются как п-связывающие и ^-разрыхляющие о обитали. Следует специально отметить принципиальные различия гс-орбиталей и о-орбиталей. Кроме уже указанных свойств симметрии относительно поворота на 180° вокруг оси связи, степень перекрывания для я-орбитали значительно меньше, поэтому энергия ее образования также меньше, чем для а-орбитали.

Не следует рассматривать части МО я-типа (см. рис. 12) со |знаками «+» и «-» как самостоятельные части; такой подход |не имеет смысла, так как они составляю

страница 17
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (15.9Mb)


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

 

 

Реклама
курсы холодильное оборудование
купить детский матрас 160 на 80
частотный преобразователь 3 фазы цена 3 квт бу
услуги хранения вещей

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
(26.05.2017)