Возбужденный атом - углерод
Cтраница 4
Рассмотрим химическую связь в молекуле оксида углерода СО. Распределение электронов в возбужденном атоме углерода таково, что между атомами С и О возможно образование двух химических связей, поскольку в атоме кислорода имеются два неспаренных электрона. [46]
 |
Элементарная ячейка алмаза. [47] |
Однако кроме алмаза, обладающего наибольшей твердостью из всех твердых тел ( за счет очень малых межатомных расстояний - 0 154 нм), углерод образует кристаллы графита. В его решетку входят тоже возбужденные атомы углерода, но с не полностью гибри-дизированными орбиталями, вследствие чего расстояния между атомами в кристаллической решетке графита ( в плоскости и межплоскостном расстоянии) различны и в результате графит оказывается очень мягким, легко скалывающимся по плоскостям спайности. Графит применяется в машинах как высокотемпературная смазка, в то время как алмазные резцы обрабатывают самые твердые материалы. [48]
Кратные связи - ковалентные связи, осуществляемые более чем одной парой электронов. В молекуле этилена СзЩ каждый из возбужденных атомов углерода подвержен А - р2 - гибридизации. Две гибридные орбитали используются на образование связи с двумя атомами водорода, а третья гибридная орбиталь - для связи с другим атомом углерода. Таким образом, у каждого атома углерода в запасе остается еще по одному неспаренному 1р - электрону. При зр2 - гибридизации электронные облака располагаются в одной плоскости под углами 120 друг относительно друга. [49]
Кратные связи - ковалентные связи, осуществляемые более чем одной парой электронов. В молекуле этилена С2Й4 каждый из возбужденных атомов углерода подвержен р2 - гибридизации. Две гибридные орбитали используются на образование связи с двумя атомами водорода, а третья гибридная орбиталь - для связи с другим атомом углерода. Таким образом, у каждого атома углерода в запасе остается еще по одному неспаренному 2р - электрону. При р2 - гибридизации электронные облака располагаются в одной плоскости под углами 120 друг относительно друга. [50]
 |
Схема sp - гибридизации.| Линейная молекула.| Треугольная молекула ВС13.| Тетраэдрическая молекула СН4. [51] |
Этот угол является оптимальным, обеспечивающим максимальное взаимное удаление и минимальную энергию отталкивания асимметричных гибридных облаков своими утолщенными частями, что обеспечивает минимум энергии системы. Поэтому строение молекулы метана представляет собой правильный тетраэдр, в центре которого находится возбужденный атом углерода с четырьмя тетраэдрически направленными гибридными облаками. Угол между связями равен точно тетраэдрическому. [52]
 |
Элементарная ячейка алмаза. [53] |
А), углерод образует кристаллы графита. В его решетку входят тоже возбужденные атомы углерода, но с неполностью гибридизиро-ванными орбиталями, вследствие чего расстояния между атомами в кристаллической решетке графита ( в плоскости и межшюскостном расстоянии) различны и в результате графит оказывается очень мягким, легко скалывающимся по плоскостям спайности. Графит применяется в машинах как высокотемпературная смазка, в то время как алмазные резцы обрабатывают самые твердые материалы. [54]
При этом Полинг исходил из того, что значения энергии Е для s - и р-орбиталей либо совпадают между собой, либо различаются не намного. Тогда состояния валентных электронов описываются не чистыми s -, р -, rf - функциями, а смешанными или гибридными волновыми функциями, которые представляют собой линейную комбинацию собственных функций, описывающих состояние исходных электронов. Например, для возбужденного атома углерода вместо одного 2s - и трех 2р - состояний в результате гибридизации получаются четыре вырожденные гибридные орбитали, энергия которых промежуточна между энергиями 2s - и 2р - электронов. Такая гибридизация называется тетраэдрической или р3 - гибридиза-цией. [55]
Страницы: 1 2 3 4