Четвертая связь
Cтраница 3
Если расстояние 1 45 заставляло делать догадки насчет возможности попадания атомов В или О ( за счет загрязнения кислородом) в позицию CI, то поправка Белова и Бутузова наталкивает, по нашему мнению, на вопрос о распределении зарядов в группе С - С - С, в связи с химической неактивностью карбида, том более, что атомы СИ находятся в непосредственной близости ( 1 63 kX) к атомам В ( на рис. 545 - белые кружки), осуществляя три связи с последними, под углами а 120, типичными для структуры графита, тогда как четвертая связь ( CI - СП) оказывается в два с половиной раза короче 4 - й связи в графите. [31]
При добавлении в полупроводник примесей, относящихся к III группе периодической системы элементов ( например, галлия), в кристаллической решетке полупроводника атом примеси образует только три заполненные валентные связи. Четвертая связь остается вакантной. При сообщении кристаллу небольшой дополнительной энергии эта вакантная связь может быть заполнена электроном, перешедшим с одной из соседних заполненных валентных связей. В результате в той связи, откуда ушел электрон, нарушается нейтральность и образуется положительный заряд - дырка. При увеличении примесей возрастает концентрация дырок и они становятся основными носителями, а электроны - неосновными. Примеси, способные принимать на свои уровни валентные электроны, называются акцепторными или акцепторами. Процесс образования пары электрон - дырка называется генерацией. [32]
Если в качестве примеси использовать трехвалентный галлий, то его атомы образуют с соседними атомами ( основного вещества) три связи. Четвертая связь остается незаполненной, однако она не несет заряда, и в целом атом галлия остается нейтральным. При небольшом тепловом возбуждении эта связь, однако, может заполниться за счет одного из соседних атомов ( соседних связей) основного вещества, захватив их валентный электрон, поскольку энергия, необходимая для такого захвата, оказывается значительно меньше энергии, необходимой для отрыва валентного электрона и превращения его в свободный. Атом галлия превращается в отрицательный ион, прочно связанный с кристаллической решеткой, а разрушенная соседняя валентная связь становится дыркой. При большом числе примесей в веществе возникает значительное число дырок, которые способны при приложении электрического поля создать заметную проводимости. Такая проводимость носит название проводимости р-типа ( от positive), а вещества, используемые в качестве примесей в этом случае, - название акцепторов. [33]
В серии выпуклых полиэдрических углеводородов каждый атом углерода связан с тремя другими атомами углерода. Четвертая связь направлена наружу к атому водорода, таким образом вокруг многогранника из атомов углерода существует аналогичный полиэдр, в вершинах которого находятся атомы водорода. Ребрами таких чисто углеродных полиэдров являются химические связи углерод-углерод, а ребрам большего по размеру полиэдра, состоящего из протонов, не соответствуют какие-либо химические связи. Именно такой тип построения полициклических углеводородов оказывается невозможным в двух оставшихся Платоновых телах, поскольку в вершинах октаэдра встречается по четыре связи, а в вершинах икосаэдра-по пять. Нами только отмечены те углеводороды, которые уже были синтезированы к моменту написания данной книги. [34]
Стерически ненапряженные аминовые комплексы ВНз и BF3 обычно при комнатной температуре являются твердыми веществами; на них слабо влияют влага и кислород воздуха. Четвертая связь при атоме бора, образованная в результате присоединения азота, заметно стабилизирует бораны ВН3 и ВРз. Хотя большинство амин-боранов в твердом состоянии недостаточно хорошо изучено, обычно полагают, что эти соединения являются простыми веществами определенного состава. Для: соединений H3NBH3 [29], H3BNF3 [30], CH3H2BNH3 [30] ( CH3) 2HNBH3 [30] и ( CH3) 3NBF3 [31] молекулярные веса в жидком аммиаке согласуются с мономерными формулами. В бензольных растворах наблюдается значительная ассоциация, что объясняют небольшой диэлектрической проницаемостью растворителя. [35]
Схематическое изображение междоузельыых молекул воды ( I) и ассоциатов ID и IL, предложенное Хаазом [68], а также вакансии воды ( V) и ассоциатов VD и VL, предложенное автором. Четвертая связь каждой молекулы на рисунке не изображена, за исключением первого случая. [36]
Если в качестве примеси внести в полупроводник элементы III группы, имеющие три валентных электрона ( индий, галлий, бор, алюминий), то они создают трехвалентные связи. Четвертая связь исходного полупроводника остается незаполненной. Если электрону из соседней заполненной связи сообщить небольшую энергию, он может перейти в эту незаполненную связь. При этом примесный атом становится отрицательным, а в тон связи исходного полупроводника, откуда ушел электрон, образуется положительный заряд-дырка. В результате в полупроводнике возникает дырочная проводимость. [37]
Многие соединения фосфора имеют четыре заместителя, расположенные тетраэдрически вокруг яр3 - гибридизованного атома фосфора. Образование четвертой связи можно формально представить как координацию несвязывающей электронной пары трехвалентного фосфора с кислотой Льюиса, в результате чего атом фосфора приобретает формальный положительный заряд. Если один из заместителей несет отрицательный заряд, прочность связи с фосфором возрастает; этот эффект ярко иллюстрируется увеличением стабильности карбанйонов, в том случае когда с карбанионным центром соседствует тетраэдрический атом фосфора. [38]
Если в кристалл кремния введена примесь трехвалентного элемента алюминия или бора, то атомы примеси, имеющие только три валентных электрона, образуют с соседними атомами кремния три электронные пары. Для четвертой связи не хватает одного электрона. На рис. 59 показаны ядро 4 атома примеси и соседние четыре ядра / атомов кремния. [40]
Направление четвертой связи М-X совпадает с направлением ДА-связи. [41]
Цепь с тройными связями находится в еще большем напряжении чем с двойными. К слову сказать, четвертой связи не бывает вообще. Чтобы тройные связи не разрывались, требуется довольно большая энергия. Когда ацетилен горит, тройная связь разрывается, и вся эта энергия превращается в тепло. Вот почему пламя горящего ацетилена гораздо горячее, чем пламя этана или этилена. [42]
Проще всего удалось бы объяснить возникновение четвертой связи, если бы BF3 обладал строением, соответствующим формуле I, так как именно в этом случае атом бора не имел бы полностью завершенной внешней оболочки, которая легко могла бы принять еще одну электронную пару. [43]
Тем не менее 2рг - орбиталь недостаточно эффективно участвует в связи. Атом бора охотно вступил бы и в четвертую связь, но у него нет орбитали с одним электроном, необходимой для образования нормальной ковалентной связи. Нужна другая молекула, такая, которая могла бы поделиться своими валентными электронами. Такой молекулой является, например, аммиак. После образования трех связей с атомами водорода у азота на валентной орбитали остается еще одна пара электронов. Эта пара электронов называется неподеленной, или несвязывающей парой. С позволения атома азота аммиак может передать ее молекуле ВН3 на незаполненную валентную орбиталь атома бора с тем, чтобы пользоваться ею сообща. Как это обычно и происходит при образовании химической связи, атом не совсем теряет электроны, которые он пожертвовал молекуле гидрида бора; скорее они движутся так, чтобы одновременно находиться и вблизи ядра азота, и вблизи ядра бора. [44]
Две связи в одной плоскости и две - в другой. Эту модель легко изобразить, если представить атом углерода стоящим на трех любых связях, четвертая связь при этом буде. Если представить, что атом углерода располагается в центре тетраэдра ( это четырехгранная геометрическая фигура, грани которой представляют собой треугольники), то четыре связи будут направлены к вершинам этой фигуры. [45]
Страницы: 1 2 3 4