|
|
|
Главная --> Справочник терминов Валентного электрона валентное состояние 12,26,27,68,119,145 Необходимо раскрыть содержание термина «энергия связи». Схема потенциальной энергии произвольной А—В-связи в многоатомной молекуле (рис. 4.1) служит для объяснения данного понятия. Для многоэлектронных атомов, как было отмечено выше, следует учитывать, что валентное состояние может лежать выше соответствующего основного состояния. Если в таком случае два атома находятся в своих основных состояниях, то никакой связи между ними возникнуть не может; если же они сближаются друг с другом, то их потенциальная энергия будет возрастать. На определенном межатомном расстоянии потенциальная энергия системы будет приближаться к энергии атомов в валентных состояниях (рис. 4.1, пунктирная линия), и может произойти переход к связанному состоянию. Поэтому внутренняя энергия связи Е равна разности энергий основного молекулярного состояния и валентного состояния, соответствующего бесконечному расстоянию между атомами. Энергия диссоциации D меньше Е на величину энергии нулевых колебаний ftv/2 и на сумму Р энергий перехода, гибридизации, полярного и стерического упорядочения, необходимых для достижения валентного состояния. Разность между энергией нулевых колебаний и максимумом кривой потенциальной энергии равна Весьма интересным и практически важным свойством ноли-акрилгидразидов является их восстановительная способность. Например, они восстанавливают серебро из растворов Ag-солей, переводят ионы металлов переменной валентности в их низшее валентное состояние. Далее, вызывает возражения и тримолекулярная реакция 7'. Дело в том, что из-за значительно большей концентрации углеводорода и кислорода по сравнению с альдегидом гораздо более вероятна реакция 8', приводящая к образованию радикала Н02. При высоких температурах окисления метана радикал Н02 будет реагировать с метаном и формальдегидом. Это, как мы видим, совершенно не учтено в схеме, хотя в продуктах окисления метана перекись водорода действительно обнаружена. Реакция 7' мало вероятна еще и потому, что она слишком сложна, чтобы протекать в один элементарный акт (рвутся четыре связи, образуются 3 связи и кроме 'того углеродный атом переходит из 4-х в 2-валентное состояние). Состояние гибридизации (или валентное состояние) отражает объективное явление перераспределения электронной плотности при переходе от изолированного к связанному атому углерода. валентное состояние 24,25 валентность 217 Особую разновидность стереоспецифической полимеризации представляют собой катализаторы — оксиды металлов, нанесенные на поверхность инертных веществ (силикагель, оксид алюминия и др). Наиболее часто используются в качестве катализаторов оксиды хрома. При полимеризации а-олефинов формируются стерео-регулярные структуры. Диены образуют обычно транс- 1,4-полиме-ры. Основой каталитического действия этих катализаторов является способность хрома менять свое валентное состояние. При этом считается, что начальный акт полимеризации осуществляется соединениями хрома (VI), а за рост макромолекул ответственны соединения хрома (II) и хрома (III). Скорость полимеризации этилена, например, растет, если восстановление хрома идет быстрее и глубже. После образования промежуточного соединения мономера с хромом (VI) и его восстановления до низших валентных состояний и десорбции продуктов взаимодействия образуется центр роста цепи за счет координационной ненасыщенности хрома [6]. Когда углерод, проявляя валентность, равную четырем, соединяется простыми (ординарными) связями с четырьмя'другими атомами, электронная плотность облаков всех четырех валентных электронов перераспределяется. Происходит гибридизация одного облака электрона в s-состоянии и облаков трех электронов в р-состоянии. В результате электроны внешнего слоя связанного углеродного атома образуют четыре одинаковых гибридных, облака. Каждое из них имеет вид деформированной восьмерки (рис. 6, схема ///), большая часть которой направлена от ядра по линии связи с другим атомом. Такое состояние валентных электронов атома углерода называют «р3-гибридизацией (первое валентное состояние углерода). Все четыре гибридных облака имеют определенную направленность в пространстве под углом 109°28' друг к другу, что соответствует представлению о тетра-эдрича-жой направленности связей атома углерода (стр. 24). Три гибридных облака каждого из углеродных атомов этилена участвуют в образовании трех а-связей (второе валентное состояние углерода). В этилене всего пять а-связей (четыре С—Н и одна С—С). Все они расположены в одной плоскости, каждая под углом 120° к соседней связи (рис. 8). Два гибридных облака каждого атома С в ацетилене участвуют в образовании двух а-связей (третье валентное состояние углерода). В ацетилене всего три а-связи (одна С—С и две С—Н), расположенные на одной прямой. В результате же перекрывания облаков электронов, сохранивших р-состояние, возникают две я-связи, образованные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 9, схемы / и //). Как показано на схеме, тройная связь в ацетилене имеет длину 1,20 А, т. е. углеродные атомы сближены еще больше, чем в случае двойной связи. валентное состояние радиус, нм радиус нм валентное состояние радиус, им радиус нм Металлическое состояние вещества характеризуется наличием электронного газа, т. е. совокупности электронов, обобществленных совокупностью атомных остовов и способных перемещаться в пространстве между ядрами без значительных энергетических затрат. В этом случае наблюдается высокая электрическая проводимость, уменьшающаяся с повышением температуры. В противоположность металлическому состоянию вещества в изолирующем (диэлектрическом) или полупроводниковом состоянии имеют сравнительно низкую электрическую проводимость, увеличивающуюся с повышением температуры. Физически изоляторы и полупроводники качественно не различаются, отлична лишь энергия, требуемая для возбуждения связанного валентного электрона в проводящее состояние. тельным движением молекулы. Поэтому любому электронному переходу в спектре соответствует широкая полоса поглощения. При съемке спектра в газовой фазе, как правило, удается выявить колебательную структуру электронного перехода (в таком случае полоса поглощения выглядит как система близко расположенных узких полос), но при получении спектра в конденсированной фазе очень часто (но не всегда) тонкая структура полосы полностью исчезает вследствие проявления межмолекулярных взаимодействий. Согласно теории молекулярных орбиталей (МО) переход молекулы из основного электронного состояния в возбужденное соответствует переходу валентного электрона без изменения спина с занятой связывающей или несвязывающей молекулярной орбитали на вакантную антисвязывающую*. При тельным движением молекулы. Поэтому любому электронному переходу в спектре соответствует широкая полоса поглощения. При съемке спектра в газовой фазе, как правило, удается выявить колебательную структуру электронного перехода (в таком случае полоса поглощения выглядит как система близко расположенных узких полос), но при получении спектра в конденсированной фазе очень часто (но не всегда) тонкая структура полосы полностью исчезает вследствие проявления межмолекулярных взаимодействий. Согласно теории молекулярных орбиталей (МО) переход молекулы из основного электронного состояния в возбужденное соответствует переходу валентного электрона без изменения спина с занятой связывающей или несвязывающей молекулярной орбитали на вакантную антисвязывающую*. При В молекуле аммиака атом азота соединен с тремя атомами водорода при помощи трех ковалентных связей. Каждая из этих связей образована за счет обобщения единственного валентного электрона водорода и одного из пяти валентных электронов азота. У водорода, таким образом, создается устойчивый двухэлектронный слой, подобный внешнему электронному слою инертного газа гелия, а у азота — устойчивый восьмиэлектронный слой. В этом слое одна из электронных пар является неподеленной электронной парой, так как принадлежит только атому азота. Именно с помощью этой электронной пары атом азота в молекуле аммиака и присоединяет к себе не имеющий валентных электронов ион водорода (протон) с образованием положительно заряженного иона аммония. Четыре атома водорода в ионе аммония соединены с азотом при помощи четырех равноценных ковалентных связей, но одна из них является координационной связью, так как образовалась в результате обобщения азотом и водородом электронной пары, ранее принадлежавшей только азоту. Напомним, что химическая хвязь * неорганических соединениях (кислоты, основания, соли) осуществляется за счет электростатического притяжения nonqB. Например, при образовании хлористого натрия валентный электрон атома натрия полностью переходит к атому хлора, у которого имеется 7 валентных электронов. Атом натрия при этом превращается в положительно заряженный ион натрия с устойчивой внешней оболочкой, обнажившейся после Отдачи единственного валентного электрона. Атом хлора, получив один электрон, превращается в отрицательно заряженный ион хлора также с устойчивой внешней восьмиэлектронной оболочкой, которая образовалась после принятия одного электрона от атома натрия. Электронные спектры поглощения наблюдаются в результате поглощения ультрафиолетового (УФ) и видимого излучения; при этом происходит переход (возбуждение) валентного электрона с занимаемого им уровня на уровень с более высокой энергией. По характеру поглощаемого излучения электронную спектроскопию часто называют спектроскопией в УФ и видимой области или УФ-спектроскопией. 2. Электронное встряхивание, представляющее собой фотоионизационный процесс, сопровождающийся переходом валентного электрона с заполненного уровня на вакантный. 3. Электронное стряхивание, представляющее собой фотоионизационный процесс, сопровождающийся ионизацией валентного электрона (электрон переходит в состояние непрерывного спектра). исходит туннельный переход валентного электрона с молекулы 2. Электронное встряхивание, представляющее собой фотоионизационный процесс, сопровождающийся переходом валентного электрона с заполненного уровня на вакантный. 3. Электронное стряхивание, представляющее собой фотоионизационный процесс, сопровождающийся ионизацией валентного электрона (электрон переходит в состояние непрерывного спектра). Атомы углерода и азота нитрильной группы соединены одной а- и двумя я-связями. а-Связь образована из ^-валентного электрона атома углерода (в состоянии гибридизации sp) и р-валент-ного электрона атома азота, я-связи— из 2/7-электронов атома углерода и 2р-электронов атома азота. При этом 2р-орбитали я-связей взаимно перпендикулярны, а а-связь нитрильной группы и а-связь С—С в группировке С—Cs=N расположены на одной прямой *.  Внутренними напряжениями Внутренним вращением Водорастворимые производные Водорастворимых продуктов Водородом кислородом Водородом пропускают Выделяющегося хлористого Волокнистых материалов Волокнистого материала |
- |
Навигация