Cтраница 1
Полиэдрические молекулы я ионы: а-г - тетраэдрические; д-е - октаэдрические; ж - кубические. [1]
Особенно интересны полиэдрические молекулы, например С4 ( н - С4Н9) 4, где присутствует центральный тетраэдр из атомов углерода, кубан С8Н8 с кубическим каркасом, образованным атомами угле-рода ( С-С 1 552 А) [3], и метилзаме-щенные додекаэдраны. [2]
Атомы в вершинах полигональной или полиэдрической молекулы могут быть классифицированы как легкие или тяжелые атомы. Нормальный атом вершины в полигональной или полиэдрической молекуле использует 3 из своих k2 валентных орбиталей ( k 2 - для легкого атома и 3 - для тяжелого атома) для внутриполиго-нального или внутриполиэдрического химического связывания; такие 3 орбитали называются внутренними орбиталями. [3]
Нормальный атом вершины в полигональных или полиэдрических молекулах предоставляет для скелетного связывания 3 внутренние орбитали. Так, например, некоторые кластеры переходных металлов, расположенных в конце соответствующих рядов переходных элементов в периодической-системе, такие, как [ Rh5 ( CO) 15 ] -, имеют атомы вершин, предоставляющие для кластерного связывания только 2 внутренние орбитали. [4]
К настоящему времени проведены структурные исследования ряда полиэдрических молекул и ионов, в том числе представителей обширного класса тетраэдрических комплексов. [5]
![]() |
Полиэдры без треугольных граней для ( СН 2ш. [6] |
Теория, обсужденная в этой статье, указывает, что химическое связывание в полиэдрических молекулах зависит от соотношения между степенями вершин полиэдра и числом внутренних орбиталей, предоставляемых для связывания атомами вершин. [7]
Если степени вершин отличаются от числа предоставляемых атомами вершин внутренних орбиталей, то в полиэдрической молекуле осуществляется полностью делокализо-ванное связывание, общеизвестное как ароматичность. Примерами систем с полностью делокализованным связыванием являются плоские многоугольники, такие, как бензол, проявляющий двумерную ароматичность, и дельтаэдрические анионы боранов, карбора-ны и кластеры металлов, проявляющие трехмерную ароматичность. Системы с трехмерной ароматичностью имеют 2 / 7 2 скелетных электронов для дельтаэдров с п вершинами. [8]
Анализ свойств групп вершин приводит к следующему очень простому правилу для определения, будет ли в полигональной или полиэдрической молекуле осуществляться делокализованное связывание или связывание, локализованное, на ребрах: делокализация будет осуществляться при несоответствии между степенью вершины многоугольника или полиэдра и числом внутренных орбита-лей, имеющихся у атомов вершин. Кроме того, полиэдрические молекулы со всеми нормальными атомами вершин полностью делокализованы, если все вершины полиэдра имеют степень 4 или больше; простейшим таким полиэдром является правильный октаэдр. Тетраэдрические полости в дельтаэдрах, которые приводят к изолированным вершинам степени 3, служат центрами локализации связывания в делокализован-ной в остальной части молекуле при условии, что все атомы вершин нормальные. Так, например, тетраэдр является прототипом полиэдрических систем, имеющих связывание с локализацией на ребрах, а правильный октаэдр - прототипом полиэдрических систем с глобально делокализованным связыванием. [9]
При обсуждении в последних четырех разделах предполагалось, что все атомы вершин вносят 3 внутренние орбитали в скелетное связывание в полиэдрической молекуле. Однако имеются некоторые кластерные системы переходных металлов, в которых, по-видимому, несколько или все атомы вершин вносят в скелетное связывание 2 или 4 внутренние орбитали. [10]
Описанная в этой статье в общих чертах теория, по-видимому, позволяет получить эффективную и самосогласованную схему представлений о структуре и связывании в известных полиэдрических молекулах. Сформулированные таким образом представления являются, вероятно, ключевым фактором при разработке новых методов синтеза неизвестных ранее веществ, обладающих новыми полезными химическими и физическими свойствами. [11]
Анализ свойств групп вершин приводит к следующему очень простому правилу для определения, будет ли в полигональной или полиэдрической молекуле осуществляться делокализованное связывание или связывание, локализованное, на ребрах: делокализация будет осуществляться при несоответствии между степенью вершины многоугольника или полиэдра и числом внутренных орбита-лей, имеющихся у атомов вершин. Кроме того, полиэдрические молекулы со всеми нормальными атомами вершин полностью делокализованы, если все вершины полиэдра имеют степень 4 или больше; простейшим таким полиэдром является правильный октаэдр. Тетраэдрические полости в дельтаэдрах, которые приводят к изолированным вершинам степени 3, служат центрами локализации связывания в делокализован-ной в остальной части молекуле при условии, что все атомы вершин нормальные. Так, например, тетраэдр является прототипом полиэдрических систем, имеющих связывание с локализацией на ребрах, а правильный октаэдр - прототипом полиэдрических систем с глобально делокализованным связыванием. [12]
Атомы в вершинах полигональной или полиэдрической молекулы могут быть классифицированы как легкие или тяжелые атомы. Нормальный атом вершины в полигональной или полиэдрической молекуле использует 3 из своих k2 валентных орбиталей ( k 2 - для легкого атома и 3 - для тяжелого атома) для внутриполиго-нального или внутриполиэдрического химического связывания; такие 3 орбитали называются внутренними орбиталями. [13]
![]() |
Правило 8 - Лг для некоторых. [14] |
В V группе правило 8 - Л требует, чтобы элемент образовал три связи. Вместо простых колец и бесконечных цепей мы находим здесь полиэдрические молекулы и молекулы, представляющие собой бесконечные слои. Белый фосфор состоит из тет-раэдрических молекул Р4, а черная модификация этого элемента состоит из слоев, в которых каждый атом имеет трех ближайших соседей ( см. стр. Молекулы Р4 очень устойчивы по отношению к нагреванию. Диссоциация этих молекул на молекулы Р2 начинается лишь при температуре 1000 С, а для дальнейшей диссоциации на атомы требуется значительно более высокая температура. [15]