химический каталог




Органическая химия. Часть 1

Автор О.А.Реутов, А.Л.Курц, К.П.Бутин

орбиталей отдельных связей. |1№стве примера возьмем молекулу СН (рис. 2.17).

147

2.5.1.6. ГРУППОВЫЕ ОРБИТАЛИ

^ри построении молекулярных (т. е. делокализованных) Щбиталей многоатомных молекул используются орбитали игментов молекул. Например, из орбиталей двух фрагменСНз можно построить орбитали этана СНаСНз, из орбита-Ь фрагментов СН3 и ОН — орбитали метанола (СН3ОН) К'д. Орбитали фрагментов строятся на основе теории групп Мак называемых групповых орбиталей ансамблей не связан1 между собой атомов.

1редставим себе гипотетическую тетраэдрическую молеку-'14. Мысленно можно предположить, что такая молекула jka бы образоваться при сближении (например, при очень Ьком давлении) двух молекул Н2, ориентированных во вза-|о' перпендикулярных плоскостях о- и о' следующим обран

*т— "

У "ГГЛ =Vft.^/

ffHX ' *нх(р

орбитали связи молекулярные орбитали

По сравнению с несвязывающими орбиталями sp3 молекулярная орбиталь п, имеет более низкую энергию (так как электроны, занимающие ее, участвуют в связывании Н с X), но зато орбитали рд и рг получают более высокую энергию, чем яр'-гибриды. Молекулярно-орбитальные и связь-орбитальные модели молекул энергетически эквивалентны. Для молекулы HF также возможны два эквивалентных описания: через орбитали связи Н—F и несвязывающие $р3-гибридные «неподелен-ные пары» и через делокализованные молекулярные орбитали:

орбитали связи и ^0

неподеленных пар молекулярные орбитали

ьтетраэдрической молекуле Н4 каждый атом водорода свя-К'Ьавноценными связями с тремя другими такими же ато-V, поэтому можно считать, что «связи», образованные ls"талями, направлены к центру тетраэдра, т. е.

эквивалентно

I

Каковы будут молекулярные орбитали гипотетической мо-tofti Н4? В данном случае построить орбитали относительно Вто, так как при образовании химических связей использу- . Ь лишь ls-AO атомов водорода, имеющие сферическую сим-Вию. Комбинируя на основании правил метода ВМО (разд. Л и 2.3.5) две связывающие о-МО двух молекул Нг, кото-Е'имеют одинаковую симметрию (обе симметричны как отдельно горизонтальной плоскости а, так и относительно юкальной плоскости о'), получаем для молекулы Н4 орби-K.q>i и <р2:

>= * + 6"

р \:н> t) - я

148

Орбиталь ф, имеет более низкую энергию, чем орбиталь ср, поскольку в В отличие от связывающих а-орбиталей, антисвязывающие я*-орбитали двух молекул водорода не могут взаимно возмущать друг друга, так как они имеют разную симметрию. Орбиталь о* симметрична относительно операции отражения в горизонтальной зеркальной плоскости о, но антисимметрична относительно вертикальной плоскости а'. Орбиталь о*', наоборот, антисимметрична относительно а, но симметрична относительно а', поэтому энергия перекрывания этих орбиталей равна нулю, что означает отсутствие энергетического возмущения. Таким образом, молекула Н4 должна иметь еще две орбитали — фз и ф4 — следующей симметрии:

Орбиталь <р3 имеет вертикальную узловую плоскость а', проходящую через центр тетраэдра и атомы Hi' и Нг', а орбиталь щ _ горизонтальную узловую плоскость, проходящую через центр тетраэдра и атомы Hi и Н2. Полная картина возмущений показана на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Диаграмма орбиталей для тетраэдрической молекулы Н4

Орбитали ф2, фз и ч>4 являются трижды вырожденными (имеют одинаковую энергию), поскольку все они имеют одно и то же количество узлов (по одному). Чтобы пояснить этот, может быть, не сразу очевидный вывод, скомбинируем орбитали о* и о*' в фазе и противофазе. Тогда получим две орбитали, полностью идентичные как друг другу, так и орбитали <р2:

|Из диаграммы, приведенной на рис. 2.18, следует, что в ги-ветической четырехэлектронной молекуле Н4 два электрона жны находиться на уровне q>i, а два других — на вырож-иы.х уровнях фг, Фз и ф4. Такая молекула по правилу Хунда жна представлять собой бирадикал, т. е. являться очень ре-Ьионноспособной частицей.

Теперь мысленно будем увеличивать расстояния между всеми i«aMH водорода в гипотетической молекуле Н4, т. е. удлинять г>а тетраэдра. Перекрывание между ls-орбиталями при та-операции будет уменьшаться и, наконец, при некотором къядерном расстоянии им вообще можно будет пренебречь. !да получится ансамбль из четырех атомов водорода, распо-кенных в вершинах большого тетраэдра. В этом ансамбле *йы водорода почти не связаны между собой, поэтому уро-ъ фь существующий в молекуле Н4, должен повыситься, а вни ф2, фз и ф4 должны понизиться. В результате ансамбль убудет иметь четыре вырожденных уровня, энергия которых тветствует ls-орбнтали одиночного атома водорода. Если: в амбле Н4 сохранить симметрию молекулярных орбиталей |>екулы Н4, то получим четыре вырожденные «орбитали» ан-(бля с энергией ls-уровня, отличающиеся между собой толь-Цсимметрией:

групповые орбитали jj тетраэд

страница 55
< 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

Скачать книгу "Органическая химия. Часть 1" (12.07Mb)


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

 

 

Реклама
жби
CSE-745TQ-R800B
концерт 11 ноября 2017 года
линзы купить hipa7

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
(19.08.2017)