Термины, связанные с цементом. Распределения электронов

Главная --> Справочник терминов

Распределения электронов Изучение пространственного строения органических веществ и распределения электронной плотности имеет исключительное значение, поскольку порядок расположения атомов в пространстве (стереометрия) существенно влияет на физико-химические свойства молекул и их реакционную способность.

4. Методы, основанные на различной способности ароматических полициклических углеводородов к комплексообразованию. Неравномерность распределения электронной плотности в молекулах полициклических ароматических углеводородов делает возможным донорно-акцепторное взаимодействие их с различными комплексообразователями. Различие в стабильности комплексов позволяет, например, выделять 1-метилнафталин из смеси с 2-ме-тилнафталином, антрацен из смеси с карбазолом и фенантреном, пирен из смеси с флуорантеном (комплексообразователь трихло-рид сурьмы). Вещества чистотой до 99% удается получить при использовании в качестве комплексообразователей пиромеллитового диангидрида и нитробензойной кислоты [13]. Достоинством метода является высокая чистота получаемых продуктов и сравнительно высокая селективность. Недостатки' метода сводятся к много-стадийности, использованию дефицитных и зачастую дорогих комплексообразователей, сложности регенерации комплексообразователей и применяемых в данном процессе растворителей.

Связь сера — сера образуется по донорно-акцепторному механизму, но сохраняет некоторую степень полярности из-за несимметричного распределения электронной плотности вокруг центрального атома серы.

'* [Именно этот способ описания распределения электронной плотности в -молекуле является общепринятым среди советских химиков, — Прим. редактора^

1283. Рассмотрите правила ориентации для реакций SE2-mna с учетом: статического фактора (распределения электронной плотности в нереагирующей молекуле) и динамического фактора (сравнения устойчивости а-комплексов при о-, м- и «-замещении) на следующих примерах: 1) нитробензоле, 2) анилине, 3) анизоле (ме-тилфениловом эфире), 4) бензальдегиде. Какие положения в бензольном ядре этих соединений наиболее благоприятны для замещения электрофильными реагентами (Е+)?

1285. Разъясните кажущееся несоответствие следующего факта: в молекуле стирола в статическом состояние л-электронная плотность ароматического ядра понижена по сравнению с бензолом вследствие электроно-акцепторного влияния винильного радикала; однако злектрофильные заместители вступают в ядро стирола преимущественно в о- и «-положения. Напишите: 1) структурную формулу стирола с указанием распределения электронной плотности в статическом состоянии, 2) предельные структуры о-комплексов, образующихся при взаимодействии стирола с электрофильными реагентами (?+).

Причиной сближения и взаимодействия реагентов является неоднородность внутреннего электрического поля молекул, обусловленная различной электроотрицательностью (сродством к электрону) атомов. Неравномерность распределения электронной плотности находит отражение в полярности молекулы. В ряде случаев молекула,неполярная в статическом состоянии, может поляризоваться под влиянием окружающей среды (растворителя, другого реагента, катализатора), приобретая так называемый наведенный диполь.

Моменты поглощения энергии протонами фиксируются в виде сигналов, положение которых на шкале Н зависит не только от напряженности магнитного поля, но и от окружения каждого протона в молекуле, в частности, наличия соседних протонов, распределения электронной плотности и т. д. Эквивалентные в магнитном отношении протоны дают единый сигнал. Таким образом, ПМР-спектр дает возможность идентифицировать протоны по природе и установить их количественное соотношение. Например, в спектре фенилуксусной кислоты (рис. 25) легко различимы протоны групп С6Н5, СН2 и ОН.

введение любого заместителя приводит к большему или меньшему нарушению равномерности распределения электронной плотности.

Явление сопряжения существенно изменяет физические и химические свойства гетероциклического соединения. Так, вследствие сопряжения дипольный момент фурана значительно меньше, чем родственного ему тетрагидрофурана (2,3 • 10""30Кл • м против 5,6 • 10~30Кл-м). В химическом отношении ароматические гетероциклы подобны бензолу и более склонны к реакциям замещения, а не присоединения. Вместе с тем благодаря наличию гетероатомов они имеют некоторую специфику, В частности, вследствие высокой электроотрицательности атомов О, S, N равномерность распределения электронной плотности в кольце нарушается, а связи «гетероатом — углерод» и молекула в целом поляризуются.

электрона равна нулю, поэтому плотность электронного облака резко уменьшается и в направлении к ядру. Схема распределения электронной плотности в шаровом электронном облаке атома водорода показана на рис. 5 (схема //). Состояние валентных электронов в атоме углеро-Д а. Как показано в схеме на рис. 4, атом углерода имеет во внешнем слое четыре валентных электрона. Состояние их не одинаково. Один из них, двигаясь вокруг ядра, образует шаровое облако (рис. 6, схема /), подобное облаку электрона в атоме водорода (s-состояние электрона). Облака трех других электронов (рис. 6, схема //) имеют форму объемных восьмерок (гантелей) с «перетяжкой» в области ядра и ориентированных в трех взаимно перпендикулярных направлениях (р-состояние электрона).

Атомные массы элементов в периодической таблице, например, являются средним значением из массовых чисел природных смесей изотопов. Поэтому они не могут, как предлагал Д. И. Менделеев, служить главной характеристикой атома, а следовательно, и элемента. Такой характеристикой, как мы теперь знаем, является заряд ядра. Он определяет число электронов в нейтральном атоме, которые распределяются вполне определенным образом вокруг ядра. Характер же распределения электронов определяет химические свойства атомов. Указанные соображения позволили дать новое определение химического элемента и уточнить формулировку периодического закона:

Схема распределения электронов по квантовым уровням представлена в таблице 5.

Пример. Рассмотрим применение правила Клечковского для определения распределения электронов по орбиталям для калия (2=19) и скандия (2 = 21).

в которых двойная связь находится у одного или, соответственно, у другого атома кислорода. Экспериментально установлено, что, в действительности, оба атома кислорода связаны совершенно одинаково и ничем друг от друга не отличаются. В целях лучшего описания распределения электронов говорят, что молекула нитрометана является резонансной формой, в которой предельные формы (а) и (б) представлены с одинаковым весом. Другой часто применяемый способ описания этого же явления заключается в том, что молекулу изображают одной единственной формулой (в) *.

Ковалентные химические связи между однотипными или различными атомами обусловлены наиболее удаленными от центра, или валентными, электронами. Когда говорят об электронах, следует, пожалуй, подразумевать электронные облака, т. е. плотность распределения электронов. Радиальное и угловое распределение плотности электронов описывается «одно-электронными» волновыми функциями Т, называемыми также атомными орбиталями, которые получают путем решения квантово-механического уравнения Шредингера:

Конечно, отдельный гибрид не является сферическим, т. ё. плотность распределения электронов имеет специфическую форму. В данном конкретном случае направления максимумов плотности электронов совпадают с направлениями на углы правильного тетраэдра.

Поскольку полагают, что сила ковалентной связи между двумя атомами определяется плотностью распределения электронов между данными атомами (или вокруг них), то любое изменение электронного распределения обязательно влияет на прочность связи. Поскольку состояния молекулы с различной энергией электронов являются состояниями с различным электронным распределением, то они также соответствуют состояниям с различными межатомными силами.

— разрушение ПЭВП 13 Плотность распределения электронов

376. Нарисуйте графическую схему распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням

с почти 5р2-гибридизацией атомов углерода [12]. Аналогичным образом этилен в состояниях '(я,я*) и 3(я,я*) имеет не плоскую, а перпендикулярную геометрию [13], а молекула формальдегида в состояниях 1(п,л*) и 3(п,я*) пирамидальна [14]. Триплетные частицы стремятся стабилизироваться, деформируясь так, чтобы уменьшить взаимодействие между неспаренными электронами. Очевидно, что разной геометрии соответствуют и разные дипольные моменты, а при изменении геометрии и распределения электронов часто меняется также сила кислот или оснований [15]. Например, 2-нафтол в состоянии Si является намного более сильной кислотой (рК=3,1), чем в основном состоянии S0 (pK = 9,5) [16].

Рис. 4. Схема распределения электронов в атоме углерода

Рассматриваемое соединение Рассмотрены некоторые Рассмотрение конкретных Рассмотрении механизма Рассмотренного механизма Рассмотрим несколько Рассмотрим простейшую Радиационном облучении Рассуждения справедливы