химический каталог




Начала органической химии. Книга первая

Автор А.Н.Несмеянов, Н.А.Несмеянов

аналогичное положение.

В случае же молекул с сопряженными связями приведение к двух-центровым орбиталям не удается, и в результате аналогичных преобразований делокализация молекулярных орбиталей в достаточной степени не устраняется; в этом — некоторое отражение концепции резонанса структур в методе МО.

Находимые указанным путем эквивалентные орбитали иногда называют орбиталями связей.

Локализованные эквивалентные орбитали могут рассматриваться как линейные комбинации атомных орбиталей, понимаемых в некотором новом, более общем смысле. Вернемся опять к молекуле метана. Четыре

г

Гибридные sp3~ орбитали

Рис. 43. Образование четырех гибридных sp'-орбиталей.

эквивалентные орбитали могут быть представлены как линейные комбинации, построенные из атомных ls-орбиталей атомов водорода и из атомных орбиталей атома углерода вида

j [(2s) + сг (2рх) + с2 {2ру) + с3 (2РгЦ

где символы (2s) и (2р) обозначают атомные s- и п-орбитали углерода с главным квантовым числом 2, a cf (i = 1, 2, 3) = ±1*. Атомные орбитали, представляющие собой линейные комбинации атомных орбиталей одного и того же атома, называются гибридизованными, а образование их — гибридизацией атомных орбиталей. Понятие гибридизованных атомных орбиталей возникло раньше, чем обнаружилась описанная выше теоретическая ситуация, объясняющая соотношение между, вообще говоря, делокализованными молекулярными орбиталями и эквивалентными локализованными орбиталями. Полинг и Слэтер независимо друг от друга в период с 1928 по 1931 г., разрабатывая качественно систему квантово-химических оснований стереохимии, ввели понятие о гибридизации, которое далее с успехом применялось к конкретным химическим проблемам.

Четыре набора ct таковы: (1, 1, 1), (1, —1, —1), (—1, 1, —1), (—1, —1, 1).

Понятие о гибридизации имеет общий характер для атомов химических элементов и является основой теории направленной валентности.

Описанный выше тип гибридизации атомных орбиталей углеродного атома не единственный. Поскольку в нем принимают участие кроме атомной 2я-орбитали все три 2р-орбитали углерода, этот тип гибридизации обозначается символом sp3 (рис. 43).

Для углеродного атома кроме яр3-гибридизации важны еще два типа гибридизации, а именно обозначаемые символами sp2 и sp. Так,приsp2-гибридизации в линейную комбинацию с атомной 25-орбиталью входят две 2р-орби-тали, а третья р-орбиталь сохраняется как таковая (рис. 44).

При sp-гибридизации образуется линейная комбинация атомной 2к-орбитали с одной атомной 2р-орбиталью углерода, а две р-орбитали сохраняются неизменными (рис. 45).

В то время как атомная s-орбиталь не имеет направленного характера, р-орбиталь обладает направленностью по определенной оси, но распространяется она по этой оси одинаково (в обе стороны от начала координат, связанного с атомным ядром). Знак в этом отношении не существенен.

Гибридизованные орбитали всех трех типов направлены почти полностью в одну сторону от начала координат и потому особенно приспособлены для перекрывания с подходящими им по симметрии атомными орбиталями других атомов.

Как было сказано выше, при sp ^гибридизации четыре гибридизованные орбитали направлены от ядра углеродного атома к вершинам тетраэдра, который при наличии разных заместителей может быть и несколько неправильным.

При sp 2-гибридизации оси трех гибри-дизованных орбиталей расположены в одной плоскости и направлены к вершинам правильного треугольника (симметрия — тригональная). Чистая р-орбиталь направлена перпендикулярно к плоскости гибридизованных орбиталей.

При sp-гибридизации обе гибридизованные орбитали имеют общую ось цилиндрический симметрии, но направлены в разные стороны от начала (т. е. от углеродного ядра атома). Две чистые р-орбитали имеют взаимно перпендикулярные оси и взаимно перпендикулярные узловые плоскости, пересекающиеся по оси симметрии гибридизованной орбитали.

Для углерода sp3-гибридизация типична в предельных соединениях; 5р2-гибридизация — в соединениях с двойными связями при атоме углерода (изолированными или сопряженными); ер-гибридизация — в соединениях с тройными связями при атоме углерода и с кумулированными двойными связями.

С понятием о гибридизации тесно связано понятие о «валентном состоянии» атома. Выясним его смысл на типичном примере. Представим себе мысленно (на самом деле совершенно невыполнимый) следующий эксперимент с молекулой метана. Пусть расстояния между атомными ядрами в молекуле метана каким-то способом увеличиваются неограниченно, но электронная оболочка молекулы * претерпевает, в сущности, лишь|преобразование подобия, т. е. за исключением абсолютных размеров весь характер ее геометрии сохраняется. Электронам при этом разрешается «не помнить своего хозяина», но в каждой связи электроны поровну распределяются между атомными ядрами. При достаточно большом удалении всех ядер друг от друга атом углерода окажется «осторожно вытащенным» из молекулы с сохранением эквивалентности четырех гибридизованных атомных орбита-лей, направленных тетра-эдрически. Полу

страница 98
< 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
аттестат профессионального бухгалтера обучение в москве цены
Стол M-City LT T14251 CHERRY #C167/ EBONY #H28
Газовые котлы Kiturami STSG 25
вр-80*75-6,3 ду

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
(07.12.2016)