химический каталог




Начала органической химии. Книга первая

Автор А.Н.Несмеянов, Н.А.Несмеянов

ктурных формул резонанс изображается с помощью двусторонней стрелки, поставленной между структурами. Например, в случае молекулы бутадиена

>С=НС-СН=С< -<-> V_HC=CH~G<

ЧН W ХН

I II

Резонанс двух структур Кекуле в случае бензола записывается так

Качественное описание молекулы бутадиена на языке теории резонанса выражается как резонанс структур I и II при незначительном весе структуры II.

Весом резонансной структуры (в резонансе структур) называют квадрат модуля коэффициента, с которым соответствующая ей волновая функция входит в линейную комбинацию, представляющую резонанс структур. Следует заметить, что при таком определении понятия веса структуры пренебрегают перекрываниями структур.

Заканчивая изложение идеи о резонансе структур, важно отметить, что специфическим для этого подхода к описанию элекхронной структуры молекулы является не образование линейной комбинации волйовых функций (это весьма общий способ построения, типичный для квантовой механики вообще), а выбор функций для образования линейной комбинации. Существенным здесь является также и то, что выбираемые для образования линейных комбинаций волновые функции являются приближенными многоэлектронными волновыми функциями молекулы в целом.

ГИБРИДИЗАЦИЯ АТОМНЫХ ОРБИТАЛЕЙ И «ВАЛЕНТНОЕ СОСТОЯНИЕ»

* Заметим, что в методе МО, в я-электронном приближении, аналогом понятия энергии резонанса является понятие энергии делокализации, часто, впрочем, и так называемой энергией резонанса.

Вся совокупность экспериментально изученных физических и химических свойств молекулы метана доказывает равноценность четырех атомов водорода, одинаково связанных с атомом углерода в молекуле, имеющей симметрию правильного тетраэдра. Еще в 1879 г. Вант-Гофф и Ле-Бель сделали вывод, что в молекуле метана имеются четыре равноценные связи между атомом углерода и четырьмя одинаково удаленными от него атомами водорода, расположенными в вершинах правильного тетраэдра.

Молекулярно-орбитальный расчет молекулы метана с учетом всех электронов атома углерода и четырех электронов атомов водорода приводит к следующей картине электронной оболочки молекулы: пять связывающих молекулярных орбиталей заполнены десятью электронами; самая глубокая по энергии орбиталь почти не отличается от атомной is-орбитали атома углерода и, в сущности, не имеет отношения к химической связи атомов; из остальных четырех связывающих молекулярных орбиталей одна, более симметричная, соответствует более низкому значению энергии, чем прочие три, менее симметричные и принадлежащие одному и тому же, трижды вырожденному значению энергии; кроме того, расчет доставляет еще четыре вакантные разрыхляющие орбитали.

Сами по себе отдельные химические связи и отдельные молекулярные орбитали не являются наблюдаемыми объектами и представляют собой теоретические построения, притом принадлежащие разным уровням рассмотрения. Возникает вопрос: существует ли общая теоретическая основа, на которой можно установить соответствие между картиной системы четырех равноценных связей и картиной четырех связывающих молекулярных орбиталей, из которых одна по симметрии и энергии отличается от трех остальных.

Описанное положение весьма типично. Поэтому и разрешение затруднения в действительности имеет очень общий характер. Направление, в котором следует искать способ разрешения, подсказывается следующим соображением: для решения задач, имеющих точный физический смысл, строго говоря, должна применяться волновая функция всей молекулы в целом, тогда как сами по себе молекулярные орбитали относятся, в сущности, к специфическим средствам построения волновой функции молекулы в методе МО.

Построенная из перечисленных выше молекулярных орбиталей волновая функция молекулы приводит к правильной симметрии распределения электронной плотности и не находится в противоречии с экспериментальными данными. Что же касается молекулярных орбиталей, то они определены не вполне однозначно.

Приближенная волновая функция молекулы построена из молекулярных орбиталей так (детерминат или линейная комбинация детерми-натов), что над всеми составляющими ее молекулярными орбиталями можно одновременно совершать некоторые преобразования, относительно которых сама волновая функция молекулы инвариантна (не изменяется). Оказывается, что ту же самую волновую функцию молекулы метана можно выразить в новых орбиталях, четыре из которых можно с достаточным приближением считать двухцентровыми и локализованными по четырем линиям,'соединяющим ядро атома углерода с ядрами водородных атомов.

Самая глубокая по энергии орбиталь сохраняет свой характер атомной ls-орбитали углерода. Эти новые орбитали являются о-орбиталями и называются эквивалентными в том смысле, что при поворотах и отражениях, переводящих правильный тетраэдр в себя самого, они переходят друг в друга. Поэтому они равноценны в том же смысле, в каком равноценны и четыре связи С—Н в представлении химиков. Для молекул, содержащих только ординарные связи и изолированные кратные связи, имеет место

страница 97
< 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

Скачать книгу "Начала органической химии. Книга первая" (10.72Mb)


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

 

 

Реклама
http://taxiru.ru/zakon69-2/
прозрачные линзы с черным ободком
игровые фигуры из резиновой крошки
где в киеве учат на холодильщика

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
(27.07.2017)