Рассмотрение - молекула
Cтраница 3
Перейдем теперь к рассмотрению молекулы SF4, в которой вокруг центрального атома серы имеются четыре связывающие пары электронов и одна неподеленная пара. Следовательно, в SF4 сильнее всего отталкивание между неподеленной парой и связывающей парой электронов, так как в этой молекуле у центрального атома имеется всего одна неподеленная пара. [31]
 |
Изображение некоторых МО а-типа. [32] |
Когда переходят к рассмотрению молекул, содержащих двух -, трех - и четырехвалентные атомы, то в согласии с методом МО необходимые электроны должны вводиться в поле трех, четырех и пяти ядер, так что результирующие МО будут охватывать всю молекулу. Подобная процедура будет затемнять тот факт, что молекулы на самом деле обладают определенными связями, имеющими свои собственные индивидуальные характеристики, такие, как длина, полярность ( а следовательно, и дипольный момент) и ориентацию по отношению друг к другу. Подобные орбитали, охватывающие пару ядер, называются локализованными в отличие от орбиталей, охватывающих три, четыре или более атомных центров, которые называются делокализованными орбиталями. Последние приходится использовать при изучении некоторых органических систем, а в остальных случаях вместо них используются локализованные МО, как, например, при обсуждении направленности валентности. Второй соблюдаемый принцип заключается в том, что комбинируемые АО должны перекрываться в максимально возможной степени и проявление любого фактора, который может уменьшать перекрывание АО, будет встречать противодействие. Большая степень перекрывания означает, что в МО имеется большая концентрация электронного заряда, общего для двух ядер. Такая а-связь обычно будет прочнее, чем связь, образуемая комбинацией двух s - орбиталей. [33]
 |
Изображение некоторых МО а-типа. [34] |
Когда переходят к рассмотрению молекул, содержащих двух -, трех - и четырехвалентные атомы, то в согласии с методом МО необходимые электроны должны вводиться в поле трех, четырех и пяти ядер, так что результирующие МО будут охватывать всю молекулу. Подобная процедура будет затемнять тот факт, что молекулы на самом деле обладают определенными связями, имеющими свои собственные индивидуальные характеристики, такие, как длина, полярность ( а следовательно, и дипольный момент) и ориентацию по отношению друг к другу. Подобные орбитали, охватывающие пару ядер, называются локализованными в отличие от орбиталей, охватывающих три, четыре или более атомных центров, которые называются делокализованными орбиталями. Последние приходится использовать при изучении некоторых органических систем, а в остальных случаях вместо них используются локализованные МО, как, например, при обсуждении направленности валентности. Второй соблюдаемый принцип заключается в том, что комбинируемые АО должны перекрываться в максимально возможной степени и проявление любого фактора, который может уменьшать перекрывание АО, будет встречать противодействие. Большая степень перекрывания означает, что в МО имеется большая концентрация электронного заряда, общего для двух ядер. В этой связи важно заметить, что концентрация заряда вдоль главной оси р-орбитали будет большей, чем в любом другом направлении вокруг сферически симметричной s - орбитали, в результате чего р-орбиталь может участвовать более полно в связывании, чем s - орбиталь, если только комбинируемая орбиталь другого атома приближается вдоль этой главной оси. Такая ст-связь обычно будет прочнее, чем связь, образуемая комбинацией двух s - орбиталей. [35]
Попробуем применить к рассмотрению молекулы Н2 несколько более строгий подход, а именно метод Попла. [36]
Поэтому мы прервем сейчас рассмотрение молекулы водорода и опишем метод, позволяющий избежать этих трудностей. Аналогичная проблема возникала перед нами при рассмотрении атомов, и, как мы видели, существует удобная система обозначений для классификации мультиплетов атомных конфигураций. Аналогичная система обозначений разработана и для линейных молекул, но в этом случае мы можем использовать только компоненту полного углового момента электронов по оси молекулы. [37]
При обычном подходе к рассмотрению молекулы С6Н6 принимают во внимание только орбитали, получающиеся из 2рг - орбиталей, а влиянием других орбиталей пренебрегают ( см. стр. [38]
 |
Изображения органических молекул. Асимметрический углерод находится во всех случаях в центре ( не обозначен.| Метод изображения оптических изомеров, имеющих один асимметрический атом углерода. [39] |
Прежде чем перейти к рассмотрению молекул, имеющих два и более асимметрических атомов углерода, стоит упомянуть другие, помимо использованного выше, способы изображения оптических изомеров. Вряд ли более удобным может считаться способ изображения в виде полного тетраэдра ( рис. 4.29, а), при котором четыре неодинаковые группы помещают в вершинах тетраэдра, а асимметрический атом углерода рассматривается лежащим в его центре. [40]
В данном случае мы ограничимся рассмотрением молекул, в состав которых, помимо элемента, для которого необходимо определить степень окисления, входят водород и кислород или один из них. [41]
Качественно новое явление при рассмотрении молекул состоит в использовании гибридных орбиталей. Наиболее известными являются гибридные sp3 -, sp2 - и sp - орбитали атома углерода, объясняющие причины многообра зия органических соединений. Ввиду существования этих типов гибридизации в органических молекулах встречаются преимущественно два типа связи - и-связь и л-связь. Чистая о-связь встречается, например, в насыщенных углеводородах, в которых атом углерода образует гибридные sp3 - орбитали. В ароматических углеводородах вследствие spa - гибридизации наряду с а-связью, образующей остов молекулы, имеется также еще л-связь. В случае а-связи электронное облако располагается симметрично вокруг линии, проведенной через атомные ядра. В случае л-связи электронное облако располагается симметрично по обе стороны от плоскости, проходящей через атомные ядра. В соединениях с гетероатомами к этим двум состояниям электронов добавляются еще одиночные электронные пары гетеро-атома, находящиеся на несвязывающих п-орбиталях. [42]
Качественно новое явление при рассмотрении молекул состоит в использовании гибридных орбиталей. Наиболее известными являются гибридные sp3 -, spz - и sp - орбитали атома углерода, объясняющие причины многообразия органических соединений. Ввиду существования этих типов гибридизации в органических молекулах встречаются преимущественно два типа связи - 0-связь и я-связь. Чистая а-связь встречается, например, в насыщенных углеводородах, в которых атом углерода образует гибридные sp3 - орбитали. В ароматических углеводородах вследствие sp2 - гибридизации наряду с о-связью, образующей остов молекулы, имеется также еще п-связь. В случае о-связи электронное облако располагается симметрично вокруг линии, проведенной через атомные ядра. В случае л-связи электронное облако располагается симметрично по обе стороны от плоскости, проходящей через атомные ядра. В соединениях с гетероатомами к этим двум состояниям электронов добавляются еще одиночные электронные пары гетеро-атома, находящиеся на несвязывающих п-орбиталях. [43]
Качественно новое явление при рассмотрении молекул состоит в использовании гибридных орбиталей. Наиболее известными являются гибридные sp3 -, sp2 - и sp - орбитали атома углерода, объясняющие причины многообразия органических соединений. Ввиду существования этих типов гибридизации в органических молекулах встречаются преимущественно два типа связи - о-связь и л-связь. Чистая о-связь встречается, например, в насыщенных углеводородах, в которых атом углерода образует гибридные sp3 - орбитали. В ароматических углеводородах вследствие 8р2 - гибридизации наряду с о-связью, образующей остов молекулы, имеется также еще л-связь. В случае о-связи электронное облако располагается симметрично вокруг линии, проведенной через атомные ядра. В случае л-связи электронное облако располагается симметрично по обе стороны от плоскости, проходящей через атомные ядра. В соединениях с гетероатомами к этим двум состояниям электронов добавляются еще одиночные электронные пары гетеро-атома, находящиеся на несвязывающих / г-орбиталях. [44]
Стереохимические представления базируются на рассмотрении молекулы как геометрического тела в трехмерном пространстве. Такой подход обусловливает привлечение в стереохимию ряда геометрических понятий, в частности элементов симметрии тел. [45]
Страницы: 1 2 3 4