Молекула - моноксид - углерод
Cтраница 1
Молекула моноксида углерода изоэлектронна с молекулой N2, поэтому можно полагать, что гипотеза о существовании тройной связи в СО вполне удовлетворительна. [1]
Молекула моноксида углерода благодаря наличию свободной пары электронов - отличный лиганд в реакциях комплексо-образования. В карбонилах металлов атомы металла и углерода связаны ковалентно; металл в них имеет формальную степень окисления нуль. На примере гексакарбонила хрома удобно подробно рассмотреть механизм образования дативной связи. [2]
Если теперь рядом с этой молекулой случайно окажется молекула моноксида углерода, произойдет химическая реакция, и поверхность покинет уже молекула уксусной кислоты. В газовой фазе метанол и моноксид углерода в такую реакцию не вступят, даже если проведут друг возле друга целый день. Но благодаря особому окружению, которое обеспечивается тонким слоем поверхностных атомов родиевого катализатора, они реагируют так быстро, что этим способом ежегодно получают по 500 000 т коммерческой уксусной кислоты. Катализаторы, если они работают, могут ускорять реакции в 103 - 105 раз. [3]
Отметим, что эта реакция в сущности представляет собой внедрение молекулы моноксида углерода между группами СН3 и ОН. Реакция такого типа называется карбонилированием. [4]
Многие кластерные соединения состоят из нескольких атомов металла, составляющих ядро молекулы, и химически присоединенных к нему периферийных молекул моноксида углерода. Химическая формула карбонилов этого типа МХ ( СО) У, причем х может достигать весьма больших значений. В момент написания этой главы рекордным был х 38 в соединении платины Pt3s ( CO) 44, молекула которого по размером приближается к мельчайшим частицам металлического катализатора. Таким образом, карбоншшлатина заполняет пробел между молекулярными и объемными катализаторами. [5]
Многие кластерные соединения состоят из нескольких атомов металла, составляющих ядро молекулы, и химически присоединенных к нему периферийных молекул моноксида углерода. Химическая формула карбонилов этого типа Мх ( СО) у, причем х может достигать весьма больших значений. В момент написания этой главы рекордным был х 38 в соединении платины Р1зв ( СО) мГ, молекула которого по размером приближается к мельчайшим частицам металлического катализатора. Таким образом, карбонилплатина заполняет пробел между молекулярными и объемными катализаторами. [6]
В табл. 6.13 иллюстрируется важная роль высших гармоник для молекулярных систем. Здесь представлены результаты расчетов молекулы моноксида углерода с использованием базисных наборов функций s -, р - и d - симметрии, а также базисных наборов функций s -, p -, d - и f - симметрии [748] и показана зависимость энергий матричного метода Хартри - Фока и корреляционных энергий, полученных диаграммным методом теории возмущений, от геометрии ядер. [8]
Твердый катализатор всего - - навсего предоставляет свою поверхность в качестве места встречи газообразным молекулам. Если теперь рядом с этой молекулой случайно окажется молекула моноксида углерода, произойдет химическая реакция, и поверхность покинет уже молекула уксусной кислоты. В газовой фазе метанол и моноксид углерода в такую реакцию не вступят, даже если проведут друг возле друга целый день. Но благодаря особому окружению, которое обеспечивается тонким слоем поверхностных атомов родиевого катализатора, они реагируют так быстро, что этим способом ежегодно получают по 500 000 т коммерческой уксусной кислоты. [9]
Атомы металлов могут образовывать химические связи обычным способом, обобществляя электронные пары, как в молекуле газообразного хлорида титана TiCLj. Это соединение используют для получения чистого металлического титана, применяемого в авиастроении. Например, в пентакарбониле железа Fe ( CO) s каждая молекула моноксида углерода отдает пару электронов на вакантную валентную орбиталь атома железа. В результате образуется устойчивая молекула со структурой бипирамиды. Молекулы моноксида углерода или другие молекулы, которые могут занимать их место в таких соединениях, называют лигандами. В молекуле Fe ( CO) s часть лигандов или все лиганды могут замещаться на другие доноры электронов ( основание Льюиса), такие как моноксид азота NO, аммиак МНз, ионы галогенов F -, С1 -, Вг -, вода НаО, цианид-ион CN - и многие другие. В результате образуется большой ряд соединений. По отношению к некоторым атомам металла в качестве лиганда может выступать даже молекула азота NZ. В таком случае она становится более реакционноспособной, т.е. активируется. Это один из приемов, который химики-металлоорганики стремятся использовать, чтобы создать новые катализаторы для фиксации азота, т.е. для превращения N2 в аммиак МНз, который служит исходным продуктом в производстве удобрений. [10]
Атомы металлов могут образовывать химические связи обычным способом, обобществляя электронные пары, как в молекуле газообразного хлорида титана TiCU. Это соединение используют для получения чистого металлического титана, применяемого в авиастроении. Например, в пентакарбониле железа Fe ( CO) s каждая молекула моноксида углерода отдает пару электронов на вакантную валентную орбиталь атома железа. В результате образуется устойчивая молекула со структурой бипирамиды. Молекулы моноксида углерода или другие молекулы, которые могут занимать их место в таких соединениях, называют лигандами. В молекуле Fe ( CO) s часть лигандов или все лиганды могут замещаться на другие доноры электронов ( основание Льюиса), такие как моноксид азота NO, аммиак МНз, ионы галогенов F, С1 -, Вг -, вода HzO, цианид-ион CN - и многие другие. В результате образуется большой ряд соединений. В таком случае она становится более реакционноспособной, т.е. активируется. Это один из приемов, который химики-металлоорганики стремятся использовать, чтобы создать новые катализаторы для фиксации азота, т.е. для превращения Na в аммиак МНз, который служит исходным продуктом в производстве удобрений. [11]
Атомы металлов могут образовывать химические связи обычным способом, обобществляя электронные пары, как в молекуле газообразного хлорида титана TiCLj. Это соединение используют для получения чистого металлического титана, применяемого в авиастроении. Например, в пентакарбониле железа Fe ( CO) s каждая молекула моноксида углерода отдает пару электронов на вакантную валентную орбиталь атома железа. В результате образуется устойчивая молекула со структурой бипирамиды. Молекулы моноксида углерода или другие молекулы, которые могут занимать их место в таких соединениях, называют лигандами. В молекуле Fe ( CO) s часть лигандов или все лиганды могут замещаться на другие доноры электронов ( основание Льюиса), такие как моноксид азота NO, аммиак МНз, ионы галогенов F -, С1 -, Вг -, вода НаО, цианид-ион CN - и многие другие. В результате образуется большой ряд соединений. По отношению к некоторым атомам металла в качестве лиганда может выступать даже молекула азота NZ. В таком случае она становится более реакционноспособной, т.е. активируется. Это один из приемов, который химики-металлоорганики стремятся использовать, чтобы создать новые катализаторы для фиксации азота, т.е. для превращения N2 в аммиак МНз, который служит исходным продуктом в производстве удобрений. [12]
Атомы металлов могут образовывать химические связи обычным способом, обобществляя электронные пары, как в молекуле газообразного хлорида титана TiCU. Это соединение используют для получения чистого металлического титана, применяемого в авиастроении. Например, в пентакарбониле железа Fe ( CO) s каждая молекула моноксида углерода отдает пару электронов на вакантную валентную орбиталь атома железа. В результате образуется устойчивая молекула со структурой бипирамиды. Молекулы моноксида углерода или другие молекулы, которые могут занимать их место в таких соединениях, называют лигандами. В молекуле Fe ( CO) s часть лигандов или все лиганды могут замещаться на другие доноры электронов ( основание Льюиса), такие как моноксид азота NO, аммиак МНз, ионы галогенов F, С1 -, Вг -, вода HzO, цианид-ион CN - и многие другие. В результате образуется большой ряд соединений. В таком случае она становится более реакционноспособной, т.е. активируется. Это один из приемов, который химики-металлоорганики стремятся использовать, чтобы создать новые катализаторы для фиксации азота, т.е. для превращения Na в аммиак МНз, который служит исходным продуктом в производстве удобрений. [13]
Так как масса электрона очень мала, он не может при упругом соударении с молекулой передать ей свою кинетическую энергию, чтобы повысить ее вращательную или колебательную энергию. Для перехода кинетической энергии поступательного движения в колебательную наиболее эффективен удар вдоль оси молекулы. Но даже и при таком ударе вследствие невыгодного соотношения масс может быть передана лишь небольшая доля кинетической энергии электрона. Несмотря на это, при некоторых обстоятельствах переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы, с которой он сталкивается, оказывается возможным. Электрон своим электрическим полем может так исказить внутреннее поле молекулы, что произойдет изменение ее колебательного состояния. Опыт показал, что электроны, обладающие энергией 5 эВ, возбуждают колебательные уровни молекул N2 и СО. Вращательное движение молекулы при этом не изменяется. Энергия колебательных уровней этих молекул почти одинакова. Различные вероятности возбуждения указанных молекул объясняются тем, что молекула моноксида углерода обладает собственным дипольным моментом, а это увеличивает взаимодействие ее с электроном. [14]
Так как масса электрона очень мала, он не может при упругом соударении с молекулой передать ей свою кинетическую энергию, чтобы повысить ее вращательную или колебательную энергию. Для перехода кинетической энергии поступательного движения в колебательную наиболее эффективен удар вдоль оси молекулы. Но даже и при таком ударе вследствие невыгодного соотношения масс может быть передана лишь небольшая доля кинетической энергии электрона. Несмотря на это, при некоторых обстоятельствах переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы, с которой он сталкивается, оказывается возможным. Электрон своим электрическим полем может так исказить внутреннее поле молекулы, что произойдет изменение ее колебательного состояния. Опыт показал, что электроны, обладающие энергией 5 эВ, возбуждают колебательные уровни молекул N2 и СО. Вращательное движение молекулы при этом не изменяется. Энергия колебательных уровней этих молекул почти одинакова. Различные вероятности возбуждения указанных молекул объясняются тем, что молекула моноксида углерода обладает собственным дипольным моментом, а это увеличивает взаимодействие ее с электроном. [15]
Страницы: 1