Форма - орбиталь
Cтраница 4
Возникновение гибридных, т.е. смешанных электронных орбита-лей, происходит в тех случаях, когда в образовании химических связей атомом А принимают участие электроны с различными, но не очень сильно отличающимися друг от друга энергетическими состояниями. Такому условию удовлетворяют s - и р-электроны одного и того же уровня. Так как орбитали s - и р-электронов различны по форме, то предварительной стадией образования химических связей атомами этих электронов является образование гибридных орбиталей, форма которых является результатом взаимного изменения форм орбиталей s - и р-электронов, из которых они образовались. Такио гибридные орбитали характеризуются симметричной направленностью относительно центра атома и способностью к максимальному взаимному перекрыванию общих электронных орбиталей при последующем их взаимодействии с электронными орбиталями элемента-партнера. [46]
 |
Изображение 2р2 - орбитали. [47] |
Если требуется показать на рисунке точное значение волновой функции, то пользуются контурными диаграммами, где линии соединяют точки, для которых i j ( или ф2) имеет определенное значение. На рис. 1.8 показаны различные изображения 2рг - орбитали атома водорода. Несмотря на то, что представленные здесь-фигуры имеют различную форму, они обладают одинаковой симметрией, характерной для рг-орбитали. Форма орбиталей важна для понимания особенностей химической связи, и в дальнейшем мы неоднократно будем пользоваться подобными изображениям орбиталей. На схемах часто рисуют орбитали етилизован-но, несколько искажая их форму и пропорции. [48]
В химической теории особенно важным является выработка широких обобщений и создание достаточно простых качественных приемов определения электронного, пространственного строения и реакционной способности молекул. Это объясняется тем, что число известных химических соединений составляет уже несколько миллионов и растет со скоростью около 100 тыс. в год. Следовательно, получить данные точных количественных расчетов для каждого соединения просто не представляется возможным. Кроме того, вместо строгих расчетов важнее получить ответы на вопросы: а) какова относительная устойчивость или реакционная способность в данном ряду соединений; б) какой структурный признак определяет устойчивость ( или неустойчивость) данной однотипной группы молекул; в) каким образом отразится то или иное структурное искажение на положении энергетических уровней и форме орбиталей той или иной молекулы; г) реакции какого типа должны быть характерны для данного соединения и при каких условиях их легче реализовать. [49]
На первой его стадии центральный ион и лиганды действуют друг на друга с кулоновскими силами притяжения. Происходит то же самое, что и в результате обычного притяжения между парами противоположно заряженных частиц, когда возникает ионная связь. Если лиганд не является ионом, он должен быть по крайней мере сильно полярной молекулой, и тогда она притягивается к центральному иону по существу теми же кулоновскими силами притяжения. На второй стадии, после того как лиганд и центральный ион сблизятся в результате притяжения, начинают взаимодействовать их электронные облака. Отталкивание между электронными облаками центрального иона и лиганда искажает форму орбиталей центрального иона, а также изменяет их энергию - одни орбитали приобретают более высокую, а другие, наоборот, более низкую энергию. В этом и заключается эффект так называемого расщепления энергетических уровней. [50]
Общий вид орбиталей ( включая угловую и радиальную зависимости) изображен для нескольких случаев на рис. В. Форма орбиталей и соответствующих распределений вероятности ( которые, согласно интерпретации Борна, являются квадратами модулей орбитальных функций) приблизительно одинакова, но зависимость от направления во втором случае выражена более резко. При обсуждении различных аспектов строения атомов или молекул пользоваться такими сложными диаграммами неудобно, и обычно вместо этого принято изображать граничные поверхности, внутри которых вероятность нахождения электрона достаточно велика. Именно такой подход и использован при построении орбиталей на рис. В. Заметим, что форма поверхности зависит от того, что стремятся изобразить с ее помощью - основную часть амплитуды или вероятности. Полезно провести сравнение приведенных на рис. В. Детальные особенности формы орбиталей обычно не имеют большого значения, поэтому изображаемые обычно граничные поверхности не претендуют на высокую точность ( как на рис. В. [51]
Страницы: 1 2 3 4