Длина - ковалентная связь
Cтраница 4
Водородная связь отличается от ковалентной по энергии и длине. Так, в твердом фтороводороде длина ковалентной связи F - Н равна 95 пм, в то время как водородная связь Н - F имеет длину 156 пм. Благодаря водородным связям между молекулами HF кристаллы твердого фтороводорода состоят из бесконечных плоских зигзагообразных цепей. [46]
Для тех комплексов, по которым имеются экспериментальные данные, дело обстоит именно так. В комплексах со сравнительно слабыми донорами удлинение связи незначительно. Логично предположить, что различие между длиной ковалентной связи D-X и наблюдаемым расстоянием D-X должно уменьшаться с увеличением силы взаимодействия. На этом основании сделан вывод, что сила n - доноров падает с изменением центра координации следующим образом: NSeSO. Особенно интересно отметить, что величины расстояний D-X и X-Y для комплексов пиридина и три-метиламина с IC1 приблизительно одинаковы, хотя эти доноры значительно различаются по основности. [47]
Большое значение здесь помимо потенциала ионизации имеют другие факторы. В комплексах типа nv и пег, более прочных по сравнению с ля - и жг-комплексами, межмолекулярные расстояния значительно меньше суммы вандерваальсовых радиусов соответствующих автомов. Часто длины донорно-акцепторных связей в этих комплексах лишь на 5 - 10 % превышают длины соответствующих ковалентных связей ( см. гл. При малых расстояниях между молекулами проявляются дополнительные взаимодействия и характер зависимости между параметрами комплекса и параметрами исходных компонентов оказывается более сложным; суммарный электронодонорный эффект определяется не только потенциалом ионизации молекулы. [48]
 |
Радиус эффективного действия молекулы хлора. [49] |
В результате структурных исследований в органической химии были получены экспериментальные доказательства устойчивости длин связей и углов между связями в соединениях близкого типа. Расстояние между атомными ядрами в химической связи называется длиной связи / Ав - Длина связи используется для получения характерной постоянной атома - его ковалентного радиуса гх. Если связь образована двумя одинаковыми атомами, то ковалентный радиус равен половине длины связи. В общем случае длина любой ковалентной связи равна сумме ковалентных радиусов соответствующих атомов. [50]
При сближении этих атомов между собой силы электростатического взаимодействия - силы притяжения электрона атома Н ядром атома Н и соответственно электрона атома Н ядром атома Н - будут возрастать: атомы начнут притягиваться друг к другу. Это приведет к тому, что атомы смогут сблизиться между собой настолько, что силы притяжения полностью будут уравновешены силами отталкивания. Расчет этого расстояния ( длины ковалентной связи) показывает, что атомы сблизятся между собой настолько, что электронные облака, участвующие в образовании связи, начнут перекрываться между собой. Это, в свою очередь, поведет к тому, что электрон, двигавшийся ранее в поле притяжения только одного ядра, получит возможность перемещаться и в поле притяжения другого ядра. При этом возникает общая пара электронов, одновременно обслуживающих оба атома. [51]
При сближении этих атомов между собой силы электростатического взаимодействия - силы притяжения электрона атома Н к ядру атома Н и электрона атома Н к ядру атома Н - будут возрастать: атомы начнут притягиваться друг к другу. Это приведет к тому, что атомы смогут сблизиться между собой настолько, что силы притяжения будут полностью уравновешены силами отталкивания. Расчет этого расстояния ( длины ковалентной связи) показывает, что атомы сблизятся настолько, что электронные оболочки, участвующие в образовании связи, начнут перекрываться между собой. Это, в свою очередь, приведет к тому, что электрон, двигавшийся ранее в поле притяжения только одного ядра, получит возможность перемещаться и в поле притяжения другого ядра. При этом возникает общая пара электронов, одновременно принадлежащая обоим атомам. [53]
Типичный пример изменения структуры адсорбата - хемосорбция молекул Н2 на углероде. При приближении молекулы Н к паре соседних атомов С связь Н - Н растягивается ( или сжимается) до расстояния / между атомами в решетке и в активационный барьер хемосорбции включается работа растяжения связи. Квантово-механические расчеты показывают, что энергия активации в данном примере минимальна ( 28 кДж / моль) для / 0 35 им. Для графита и алмаза / 0 14 - 0 15 нм и расчетное значение Еа составляет 180 кДж / моль. Для адсорбата в данном примере длина ковалентных связей С-С может практически сохраняться, но поверхностное состояние комплекса адсорбент - адсорбат изменится. [54]
Типичный пример изменения структуры адсорбата - хемосорбция молекул Н2 на углероде. При приближении молекулы Hz к пэре соседних атомов С связь Н - Н растягивается ( или сжимается) до расстояния I между атомами в решетке и в активационный барьер хемосорбции включается работа растяжения связи. Квантово-механические расчеты показывают, что энергия активации в данном примере минимальна ( 28 кДж / моль) для / 0 35 нм. Для графита и алмаза I 0 14 - 0 15 нм и расчетное значение Еа составляет 180 кДж / моль. Для адсорбата в данном примере длина ковалентных связей С-С может практически сохраняться, но поверхностное состояние комплекса адсорбент - адсорбат изменится. [55]
Каждая пара электронов с антипараллельными спинами описывает восьмерку вокруг обоих атомов, связывая их прочной ковалентной связью. Каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями, расположенными по углам тетраэдра. Ячейка в целом принадлежит к кубическому типу. Такой решеткой ( рис. 2, а) обладают алмаз, кремний, германий и серое олово. Алмаз, представляющий монокристалл из атомов, каждый из которых связан четырьмя ковалентными короткими связями со своими соседями, имеет наивысшую прочность и наиболее высокую температуру плавления среди всех элементов. При переходе к кремнию, германию и серому олову прочность решетки сильно уменьшается вследствие увеличения длины ковалентных связей. Электрюны легче освобождаются, и с повышением температуры у кремния и германия появляются металлические свойства. Свинец представляет уже типичный металл с гранецентрированной кубической элементарной ячейкой. Ее образование обусловлено тем, что от атома свинца отделяются два р-электрона и вследствие этого ионы РЬ имеют два внешних s - электрона, формирующих сферическое электронное облако. [56]
Установление ковалентных радиусов атома возможно благодаря тому, что 1) длина простой ковалентной связи между данными двумя атомами постоянна в ряде молекул или ковалентных кристаллов и 2) длина ковалентной связи А - В есть средняя арифметическая длины связей А - А и В - В. Например, найдено, что и в алмазе, и в нормальных и в циклических парафинах, содержащих ряд взаимно-связанных групп СН2, расстояние С - С равно 1 544 0 02 А. Это постоянство длины связи позволяет считать, что связь С - С, длина которой заметно отличается от 1 54 А, не является простой связью с электронной парой. Например, в Н3С - С С - СН3 длина связи С - СН8 равна 1 46 А. Расстояние Si - Si в элементарном кремнии равно 2 34 А. Средняя арифметическая от 1 54 и 2 34 А равна 1 94 А, а расстояние С - Si в карборунде равно 1 93 А. Поэтому можно определить ковалентные радиусы элементов, сумма которых дает длину ковалентной связи между двумя атомами. [57]
Пространственное положение соседних атомов относительно данного атома можно определить посредством установления межатомных расстояний и углов между различными связями, образованными атомом. По некоторым причинам целесообразно рассмотреть отдельно кова-лентные и ионные связи. Одна из причин заключается в том, что следует изучать стереохимию ионов в твердом теле, где мало молекул конечных размеров или комплексных ионов, содержащих в основном ионные связи. Число электронов, приобретаемых или теряемых атомом при образовании иона, зависит от электронной структуры атома, но когда ион уже образовался, способ упаковки ионов в кристалле определяют только геометрические факторы и условие электронейтральности. Известно, что количество соседних атомов, например у иона 02 -, в различных кристаллах изменяется в широких пределах, в частности, рядом с ионом О2 - находятся три иона Ti4l - в ТЮ2, 4 иона Th44 в ТЮ, 6 ионов Mg2 в MgO и 8 ионов К в К2О, а далее будет показано, что эффективный радиус иона изменяется с его координационным числом. Однако максимальное число ковалент-ных связей, которое может образовать данный элемент, очень ограничено, потому что электроны, служащие в качестве связей, одновременно являются частью орбитальной электронной структуры атома, причем существует определенный предел числа электронов, могущих занимать внешнюю оболочку атома. При этом максимальное число ковалентных связей ограничено, а фактически может образоваться число связей меньше максимального. Поэтому следует выяснить: 1) можно ли подобрать ряд ковалентных радиусов, сумма которых дала бы длину ковалентной связи между каждыми двумя рассматриваемыми атомами, и 2) зависит ли этот ковалентный радиус от числа образованных связей. Для этого прежде всего необходимо точно знать, какие электроны принимают участие в образовании данных связей. При определении длины ковалентных связей и углов между ними нет надобности рассматривать отдельные молекулы и кристаллы. [58]
Пространственное положение соседних атомов относительно данного атома можно определить посредством установления межатомных расстояний и углов между различными связями, образованными атомом. По некоторым причинам целесообразно рассмотреть отдельно кова-лентные и ионные связи. Одна из причин заключается в том, что следует изучать стереохимию ионов в твердом теле, где мало молекул конечных размеров или комплексных ионов, содержащих в основном ионные связи. Число электронов, приобретаемых или теряемых атомом при образовании иона, зависит от электронной структуры атома, но когда ион уже образовался, способ упаковки ионов в кристалле определяют только геометрические факторы и условие электронейтральности. Известно, что количество соседних атомов, например у иона 02 -, в различных кристаллах изменяется в широких пределах, в частности, рядом с ионом О2 - находятся три иона Ti4l - в ТЮ2, 4 иона Th44 в ТЮ, 6 ионов Mg2 в MgO и 8 ионов К в К2О, а далее будет показано, что эффективный радиус иона изменяется с его координационным числом. Однако максимальное число ковалент-ных связей, которое может образовать данный элемент, очень ограничено, потому что электроны, служащие в качестве связей, одновременно являются частью орбитальной электронной структуры атома, причем существует определенный предел числа электронов, могущих занимать внешнюю оболочку атома. При этом максимальное число ковалентных связей ограничено, а фактически может образоваться число связей меньше максимального. Поэтому следует выяснить: 1) можно ли подобрать ряд ковалентных радиусов, сумма которых дала бы длину ковалентной связи между каждыми двумя рассматриваемыми атомами, и 2) зависит ли этот ковалентный радиус от числа образованных связей. Для этого прежде всего необходимо точно знать, какие электроны принимают участие в образовании данных связей. При определении длины ковалентных связей и углов между ними нет надобности рассматривать отдельные молекулы и кристаллы. [59]
Страницы: 1 2 3 4