Αποτελείται από έναν δεσμό σίγμα και έναν δεσμό pi, ένας τριπλός δεσμός αποτελείται από ένα σίγμα και δύο ορθογώνιους δεσμούς pi.
Η έννοια των δεσμών sigma και pi αναπτύχθηκε από τον Linus Pauling στη δεκαετία του '30 του περασμένου αιώνα.
Συμπεριλήφθηκε η έννοια του L. Pauling για τους δεσμούς σίγμα και π αναπόσπαστο μέροςστη θεωρία των δεσμών σθένους. Τώρα έχουν αναπτυχθεί κινούμενες εικόνες ατομικού τροχιακού υβριδισμού.
Ωστόσο, ο ίδιος ο L. Pauling δεν αρκέστηκε στην περιγραφή των δεσμών sigma και pi. Σε συμπόσιο θεωρητικών οργανική χημεία, αφιερωμένο στη μνήμη του F.A. Kekule (Λονδίνο, Σεπτέμβριος 1958), εγκατέλειψε την σ, π-περιγραφή, πρότεινε και τεκμηρίωσε τη θεωρία ενός λυγισμένου χημικού δεσμού. Νέα θεωρίαέλαβε σαφώς υπόψη φυσική έννοιαομοιοπολική χημικός δεσμός.
Εγκυκλοπαιδικό YouTube
1 / 3
Δεσμοί Pi και sp2 υβριδισμένα τροχιακά
Δομή του ατόμου άνθρακα. Δεσμοί Sigma και pi. Παραγωγή μικτών γενών. Μέρος 1
Χημεία. Ομοιοπολικός χημικός δεσμός σε ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Foxford Online Learning Center
Υπότιτλοι
Στο τελευταίο βίντεο μιλήσαμε για τις επικοινωνίες sigma. Επιτρέψτε μου να σχεδιάσω 2 πυρήνες και τροχιακά. Αυτό είναι το sp3 υβριδικό τροχιακό αυτού του ατόμου, το μεγαλύτερο μέρος του είναι εδώ. Και εδώ επίσης υπάρχει ένα υβριδικό τροχιακό sp3. Εδώ είναι ένα μικρό μέρος του, εδώ είναι ένα μεγάλο μέρος. Όπου τα τροχιακά επικαλύπτονται, σχηματίζεται ένας δεσμός σίγμα. Πώς μπορεί να δημιουργηθεί ένας διαφορετικός τύπος σύνδεσης εδώ; Για να γίνει αυτό, θα πρέπει να εξηγήσετε κάτι. Αυτή είναι η σύνδεση σίγμα. Σχηματίζεται όταν δύο τροχιακά επικαλύπτονται στον άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων. Ένας άλλος τύπος δεσμού μπορεί να σχηματιστεί από δύο ρ-τροχιακά. Θα σχεδιάσω τους πυρήνες των 2 ατόμων και ενός p-τροχιακού. Εδώ είναι οι πυρήνες. Τώρα θα σχεδιάσω τα τροχιακά. Το τροχιακό Ρ είναι σαν αλτήρας. Θα τα πλησιάσω λίγο το ένα με το άλλο. Εδώ είναι ένα τροχιακό p σε σχήμα αλτήρα. Αυτό είναι ένα από τα p-τροχιακά του ατόμου. Θα ζωγραφίσω περισσότερα. Εδώ είναι ένα από τα τροχιακά p. Σαν αυτό. Και αυτό το άτομο έχει επίσης ένα p-τροχιακό παράλληλο με το προηγούμενο. Ας πούμε ότι είναι έτσι. Σαν αυτό. Θα ήταν απαραίτητο να το διορθώσετε. Και αυτά τα τροχιακά επικαλύπτονται. Έτσι ακριβώς. Τα τροχιακά 2 p είναι παράλληλα μεταξύ τους. Εδώ είναι τα υβριδικά τροχιακά sp3 που κατευθύνονται το ένα προς το άλλο. Και αυτά είναι παράλληλα. Άρα τα τροχιακά p είναι παράλληλα μεταξύ τους. Αλληλεπικαλύπτονται εδώ, πάνω και κάτω. Αυτό είναι ένα δεσμό P. Θα το υπογράψω. Αυτή είναι η σύνδεση 1 P. Γράφεται με ένα ελληνικό μικρό γράμμα «Π». Ή έτσι: "P-connection". Και αυτός ο δεσμός P σχηματίζεται λόγω της επικάλυψης των τροχιακών ρ. Οι δεσμοί Sigma είναι συνηθισμένοι απλοί δεσμοί και οι δεσμοί P προστίθενται σε αυτούς για να σχηματίσουν διπλούς και τριπλούς δεσμούς. Για καλύτερη κατανόηση, εξετάστε το μόριο του αιθυλενίου. Το μόριο του είναι δομημένο έτσι. 2 άτομα άνθρακα που συνδέονται με διπλό δεσμό, συν 2 άτομα υδρογόνου το καθένα. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τον σχηματισμό δεσμών, πρέπει να σχεδιάσουμε τα τροχιακά γύρω από τα άτομα άνθρακα. Λοιπόν... Πρώτα θα σχεδιάσω τα υβριδικά τροχιακά sp2. Θα εξηγήσω τι συμβαίνει. Στην περίπτωση του μεθανίου, 1 άτομο άνθρακα συνδέεται με 4 άτομα υδρογόνου, σχηματίζοντας μια τρισδιάστατη τετραεδρική δομή, όπως αυτή. Αυτό το άτομο κατευθύνεται προς εμάς. Αυτό το άτομο βρίσκεται στο επίπεδο της σελίδας. Αυτό το άτομο βρίσκεται πίσω από το επίπεδο της σελίδας και αυτό κολλάει. Αυτό είναι μεθάνιο. Το άτομο άνθρακα σχηματίζει υβριδικά τροχιακά sp3, καθένα από τα οποία σχηματίζει έναν μοναδικό δεσμό σίγμα με ένα άτομο υδρογόνου. Τώρα ας περιγράψουμε την ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου άνθρακα στο μόριο του μεθανίου. Ας ξεκινήσουμε με το 1s2. Στη συνέχεια θα πρέπει να πάει το 2s2 και το 2p2, αλλά στην πραγματικότητα όλα είναι πιο ενδιαφέροντα. Κοίτα. Υπάρχουν 2 ηλεκτρόνια στο τροχιακό 1s και αντί για τα τροχιακά 2s και 2p με 4 ηλεκτρόνια, θα έχουν συνολικά υβριδικά τροχιακά sp3: εδώ είναι ένα, εδώ είναι το δεύτερο, εδώ είναι το τρίτο υβριδικό τροχιακό sp3 και το τέταρτο. Ένα απομονωμένο άτομο άνθρακα έχει τροχιακά 2s και 3 τροχιακά 2p κατά μήκος του άξονα x, κατά μήκος του άξονα y και κατά μήκος του άξονα z. Στο τελευταίο βίντεο είδαμε ότι αναμειγνύονται για να σχηματίσουν δεσμούς στο μόριο του μεθανίου και τα ηλεκτρόνια κατανέμονται έτσι. Υπάρχουν 2 άτομα άνθρακα στο μόριο αιθυλενίου και στο τέλος είναι σαφές ότι είναι ένα αλκένιο με διπλό δεσμό. Σε αυτήν την κατάσταση, η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του άνθρακα φαίνεται διαφορετική. Εδώ είναι το τροχιακό 1s, και είναι ακόμα γεμάτο. Έχει 2 ηλεκτρόνια. Και για τα ηλεκτρόνια του δεύτερου φλοιού, θα πάρω διαφορετικό χρώμα. Τι υπάρχει λοιπόν στο δεύτερο κέλυφος; Δεν υπάρχουν τροχιακά s ή p εδώ γιατί αυτά τα 4 ηλεκτρόνια πρέπει να γίνουν ασύζευκτα για να σχηματίσουν δεσμούς. Κάθε άτομο άνθρακα σχηματίζει 4 δεσμούς με 4 ηλεκτρόνια. 1,2,3,4. Τώρα όμως το s-τροχιακό υβριδοποιείται όχι με 3 p-τροχιακά, αλλά με 2 από αυτά. Εδώ είναι ένα τροχιακό 2sp2. Το τροχιακό S αναμιγνύεται με 2 τροχιακά p. 1 s και 2 p. Και ένα p-τροχιακό παραμένει το ίδιο. Και αυτό το εναπομείναν ρ-τροχιακό είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό του δεσμού P. Η παρουσία ενός δεσμού P οδηγεί σε ένα νέο φαινόμενο. Το φαινόμενο της έλλειψης περιστροφής γύρω από τον άξονα σύνδεσης. Τώρα θα καταλάβετε. Θα σχεδιάσω και τα δύο άτομα άνθρακα σε όγκο. Τώρα θα καταλάβετε τα πάντα. Θα πάρω ένα διαφορετικό χρώμα για αυτό. Εδώ είναι ένα άτομο άνθρακα. Εδώ είναι ο πυρήνας του. Θα το ονομάσω C, που είναι άνθρακας. Πρώτα έρχεται το τροχιακό 1s, αυτή η μικρή σφαίρα. Στη συνέχεια, υπάρχουν τα υβριδικά τροχιακά 2sp2. Βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, σχηματίζοντας ένα τρίγωνο ή «ειρηνικό». Θα το δείξω ολόκληρο. Αυτό το τροχιακό κατευθύνεται εδώ. Αυτό κατευθύνεται εκεί. Έχουν ένα δεύτερο, μικρό μέρος, αλλά δεν θα το ζωγραφίσω γιατί είναι πιο εύκολο. Είναι παρόμοια με τα τροχιακά p, αλλά το ένα από τα μέρη είναι πολύ μεγαλύτερο από το άλλο. Και το τελευταίο αποστέλλεται εδώ. Μοιάζει λίγο με το λογότυπο της Mercedes αν σχεδιάσετε έναν κύκλο εδώ. Αυτό είναι το αριστερό άτομο άνθρακα. Έχει 2 άτομα υδρογόνου. Εδώ είναι 1 άτομο. Εκεί είναι, εδώ. Με ένα ηλεκτρόνιο στο τροχιακό 1s. Εδώ είναι το δεύτερο άτομο υδρογόνου. Αυτό το άτομο θα είναι εδώ. Και τώρα το σωστό άτομο άνθρακα. Τώρα ας το ζωγραφίσουμε. Θα σχεδιάσω τα άτομα άνθρακα κοντά μεταξύ τους. Αυτό το άτομο άνθρακα εδώ. Εδώ είναι το τροχιακό του 1. Το ίδιο έχει ηλεκτρονική διαμόρφωση . 1s τροχιακά γύρω και τα ίδια υβριδικά τροχιακά. Από όλα τα τροχιακά του δεύτερου κελύφους, σχεδίασα αυτά τα 3. Δεν έχω σχεδιάσει ακόμα το τροχιακό Ρ. Αλλά θα το κάνω. Πρώτα θα σχεδιάσω τις συνδέσεις. Ο πρώτος θα είναι αυτός ο δεσμός που σχηματίζεται από το υβριδικό τροχιακό sp2. Θα το βάψω με το ίδιο χρώμα. Αυτός ο δεσμός σχηματίζεται από ένα υβριδικό τροχιακό sp2. Και αυτή είναι μια σύνδεση σίγμα. Τα τροχιακά επικαλύπτονται στον άξονα του δεσμού. Όλα είναι απλά εδώ. Και υπάρχουν 2 άτομα υδρογόνου: ένας δεσμός εδώ, ο δεύτερος δεσμός εδώ. Αυτό το τροχιακό είναι ελαφρώς μεγαλύτερο επειδή είναι πιο κοντά. Και αυτό το άτομο υδρογόνου είναι εδώ. Και αυτές είναι επίσης συνδέσεις sigma, αν προσέξατε. Το τροχιακό S επικαλύπτεται με το sp2, η επικάλυψη βρίσκεται στον άξονα που συνδέει τους πυρήνες και των δύο ατόμων. Μία σύνδεση σίγμα, η δεύτερη. Εδώ είναι ένα άλλο άτομο υδρογόνου, επίσης συνδεδεμένο με δεσμό σίγμα. Όλοι οι δεσμοί στο σχήμα είναι δεσμοί σίγμα. Δεν πρέπει να τα υπογράψω. Θα τα σημαδέψω με μικρά ελληνικά γράμματα «σίγμα». Και εδώ επίσης. Αυτός ο δεσμός λοιπόν, αυτός ο δεσμός, αυτός ο δεσμός, αυτός ο δεσμός, αυτός ο δεσμός είναι δεσμοί σίγμα. Τι γίνεται με το υπόλοιπο p-τροχιακό αυτών των ατόμων; Δεν ξαπλώνουν στο αεροπλάνο της πινακίδας της Mercedes, βγαίνουν πάνω κάτω. Θα πάρω ένα νέο χρώμα για αυτά τα τροχιακά. Για παράδειγμα, μωβ. Αυτό είναι το τροχιακό p. Πρέπει να το σχεδιάσουμε μεγαλύτερο, πολύ μεγάλο. Γενικά, το p-τροχιακό δεν είναι τόσο μεγάλο, αλλά το σχεδιάζω έτσι. Και αυτό το p-τροχιακό βρίσκεται, για παράδειγμα, κατά μήκος του άξονα z, και τα υπόλοιπα τροχιακά βρίσκονται στο επίπεδο xy. Και ο άξονας z κατευθύνεται πάνω και κάτω. Τα κάτω μέρη πρέπει επίσης να επικαλύπτονται. Θα ζωγραφίσω περισσότερα από αυτά. Όπως αυτό και έτσι. Αυτά είναι p τροχιακά και επικαλύπτονται. Έτσι διαμορφώνεται αυτή η σύνδεση. Αυτό είναι το δεύτερο συστατικό του διπλού δεσμού. Και εδώ πρέπει να ξεκαθαρίσουμε κάτι. Είναι ένα P-bond και αυτό επίσης. Είναι η ίδια σύνδεση P. j Δεύτερο μέρος του διπλού δεσμού. Τι έπεται? Από μόνο του είναι αδύναμο, αλλά σε συνδυασμό με τον δεσμό σίγμα φέρνει τα άτομα πιο κοντά από έναν κανονικό δεσμό σίγμα. Επομένως, ένας διπλός δεσμός είναι βραχύτερος από έναν απλό δεσμό σίγμα. Τώρα αρχίζει η διασκέδαση. Εάν υπήρχε ένας δεσμός σίγμα, και οι δύο ομάδες ατόμων θα μπορούσαν να περιστρέφονται γύρω από τον άξονα του δεσμού. Για περιστροφή γύρω από τον άξονα ζεύξης, είναι κατάλληλος ένας μονός σύνδεσμος. Αλλά αυτά τα τροχιακά είναι παράλληλα μεταξύ τους και επικαλύπτονται, και αυτός ο δεσμός P εμποδίζει την περιστροφή. Εάν μία από αυτές τις ομάδες ατόμων περιστρέφεται, η άλλη περιστρέφεται μαζί της. Ο δεσμός P είναι μέρος ενός διπλού δεσμού και οι διπλοί δεσμοί είναι άκαμπτοι. Και αυτά τα 2 άτομα υδρογόνου δεν μπορούν να περιστραφούν χωριστά από τα άλλα 2. Η θέση τους μεταξύ τους είναι σταθερή. Αυτό συμβαίνει. Ελπίζω να καταλάβατε τώρα τη διαφορά μεταξύ των δεσμών σίγμα και P. Για καλύτερη κατανόηση, ας δούμε το παράδειγμα της ακετυλίνης. Είναι παρόμοιο με το αιθυλένιο, αλλά έχει τριπλό δεσμό. Υπάρχει ένα άτομο υδρογόνου σε κάθε πλευρά. Είναι προφανές ότι αυτοί οι δεσμοί είναι δεσμοί σίγμα που σχηματίζονται από τροχιακά sp. Το τροχιακό 2s υβριδοποιείται με ένα από τα τροχιακά p, τα προκύπτοντα υβριδικά τροχιακά sp σχηματίζουν δεσμούς σίγμα, εδώ είναι. Οι υπόλοιποι 2 δεσμοί είναι δεσμοί P. Φανταστείτε ένα άλλο p-τροχιακό στραμμένο προς εμάς, και εδώ είναι ένα άλλο, τα δεύτερα μισά τους κατευθύνονται μακριά από εμάς, και επικαλύπτονται, και εδώ υπάρχει ένα άτομο υδρογόνου το καθένα. Ίσως θα έπρεπε να κάνω ένα βίντεο για αυτό. Ελπίζω να μην σε μπέρδεψα πολύ.
14. Βασικά χαρακτηριστικά ομοιοπολικών δεσμών. Μήκος δεσμού και ενέργεια. Κορεσμός και κατεύθυνση. Πολλαπλότητα επικοινωνίας. Συνδέσεις Sigma και pi.
- Ένας χημικός δεσμός που πραγματοποιείται από κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων ονομάζεται ατομικόςή ομοιοπολική.Κάθε ομοιοπολικός χημικός δεσμός έχει ορισμένα ποιοτικά ή ποσοτικά χαρακτηριστικά. Αυτά περιλαμβάνουν:
Μήκος συνδέσμου
Ενέργεια επικοινωνίας
Διαβρεκτό
Επικοινωνιακή κατεύθυνση
Πολικότητα επικοινωνίας
Επικοινωνιακή πολλαπλότητα
- Μήκος συνδέσμου– την απόσταση μεταξύ των πυρήνων των συνδεδεμένων ατόμων. Εξαρτάται από το μέγεθος των ατόμων και τον βαθμό επικάλυψης των ηλεκτρονίων τους. Το μήκος ενός δεσμού καθορίζεται από τη σειρά του δεσμού: όσο μεγαλύτερη είναι η τάξη του δεσμού, τόσο μικρότερο είναι το μήκος του.
Ενέργεια επικοινωνίαςείναι η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν ένα μόριο σχηματίζεται από μεμονωμένα άτομα. Συνήθως εκφράζεται σε J/mol (ή cal/mol). Η ενέργεια του δεσμού καθορίζεται από τη σειρά του δεσμού: όσο μεγαλύτερη είναι η τάξη του δεσμού, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργειά του. Η ενέργεια του δεσμού είναι ένα μέτρο της δύναμής του. Η τιμή του καθορίζεται από το έργο που απαιτείται για τη διάσπαση ενός δεσμού ή το κέρδος σε ενέργεια όταν μια ουσία σχηματίζεται από μεμονωμένα άτομα. Το σύστημα που περιέχει λιγότερη ενέργεια είναι πιο σταθερό. Για τα διατομικά μόρια, η ενέργεια του δεσμού είναι ίση με την ενέργεια διάστασης που λαμβάνεται με το αντίθετο πρόσημο. Εάν περισσότερα από 2 διαφορετικά άτομα συνδυάζονται σε ένα μόριο, τότε η μέση ενέργεια δέσμευσης δεν συμπίπτει με την ενέργεια διάστασης του μορίου. Οι ενέργειες των δεσμών σε μόρια που αποτελούνται από πανομοιότυπα άτομα μειώνονται σε ομάδες από πάνω προς τα κάτω. Οι ενέργειες των ομολόγων αυξάνονται κατά τη διάρκεια της περιόδου.
- Διαβρεκτό– δείχνει πόσους δεσμούς μπορεί να σχηματίσει ένα δεδομένο άτομο με άλλα λόγω κοινών ζευγών ηλεκτρονίων. Είναι ίσος με τον αριθμό των κοινών ζευγών ηλεκτρονίων με τα οποία ένα δεδομένο άτομο συνδέεται με άλλα. Διαβρεκτό ομοιοπολικό δεσμόείναι η ικανότητα ενός ατόμου να συμμετέχει στο σχηματισμό ενός περιορισμένου αριθμού ομοιοπολικών δεσμών.
Συγκεντρώνω- αυτή είναι μια ορισμένη αμοιβαία ρύθμιση σύνδεσης σύννεφα ηλεκτρονίων. Οδηγεί σε μια ορισμένη διάταξη στο χώρο των πυρήνων των χημικά συνδεδεμένων ατόμων. Ο χωρικός προσανατολισμός ενός ομοιοπολικού δεσμού χαρακτηρίζεται από τις γωνίες μεταξύ των δεσμών που σχηματίζονται, οι οποίες ονομάζονται γωνίες δεσμού.
- Πολλαπλότητα επικοινωνίας.Καθορίζεται από τον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων που εμπλέκονται στον δεσμό μεταξύ των ατόμων. Εάν ένας δεσμός σχηματίζεται από περισσότερα από ένα ζευγάρια ηλεκτρονίων, τότε ονομάζεται πολλαπλός. Καθώς η πολλαπλότητα του δεσμού αυξάνεται, η ενέργεια αυξάνεται και το μήκος του δεσμού μειώνεται. Στα μόρια με πολλαπλό δεσμό δεν υπάρχει περιστροφή γύρω από έναν άξονα.
- Δεσμοί Sigma και pi. Ο χημικός δεσμός προκαλείται από την επικάλυψη των νεφών ηλεκτρονίων. Εάν αυτή η επικάλυψη συμβαίνει κατά μήκος μιας γραμμής που συνδέει τους ατομικούς πυρήνες, τότε ο δεσμός ονομάζεται δεσμός σίγμα. Μπορεί να σχηματιστεί από ηλεκτρόνια s-s, ηλεκτρόνια p-p, ηλεκτρόνια s-p. Ένας χημικός δεσμός που πραγματοποιείται από ένα ζεύγος ηλεκτρονίων ονομάζεται απλός δεσμός. Μεμονωμένα ομόλογα– αυτές είναι πάντα συνδέσεις σίγμα. Τα τροχιακά τύπου S σχηματίζουν μόνο δεσμούς σίγμα. Όμως είναι γνωστός ένας μεγάλος αριθμός ενώσεων που έχουν διπλούς και τριπλούς δεσμούς. Ένας από αυτούς είναι ο δεσμός σίγμα και οι άλλοι ονομάζονται δεσμοί π. Όταν σχηματίζονται τέτοιοι δεσμοί, εμφανίζονται επικαλυπτόμενα νέφη ηλεκτρονίων σε δύο περιοχές του χώρου συμμετρικές προς τον διαπυρηνικό άξονα.
15. Υβριδισμός ατομικών τροχιακών με το παράδειγμα μορίων: μεθάνιο, χλωριούχο αργίλιο, χλωριούχο βηρύλλιο. Γωνία δεσμού και μοριακή γεωμετρία. Μοριακή τροχιακή μέθοδος (MO LCAO). Ενεργειακά διαγράμματα ομο- και ετερο-πυρηνικών μορίων (Ν2, Cl2, N.H.3, Είναι2).
- Παραγωγή μικτών γενών.Το νέο σύνολο μικτών τροχιακών ονομάζεται υβριδικά τροχιακά και η ίδια η τεχνική ανάμειξης ονομάζεται υβριδισμός ατομικών τροχιακών.
Η ανάμειξη ενός s και ενός p τροχιακού, όπως στο BeCl2, ονομάζεται υβριδισμός sp. Κατ' αρχήν, ο υβριδισμός ενός s-τροχιακού είναι δυνατός όχι μόνο με ένα, αλλά και με δύο, τρία ή έναν μη ακέραιο αριθμό p-τροχιακών, καθώς και υβριδισμό που περιλαμβάνει d-τροχιακά.
Ας εξετάσουμε το γραμμικό μόριο BeCl2. Ένα άτομο βηρυλλίου σε κατάσταση σθένους είναι ικανό να σχηματίσει δύο δεσμούς λόγω ενός s- και ενός p-ηλεκτρονίου. Προφανώς, αυτό θα πρέπει να οδηγήσει σε δύο δεσμούς με άτομα χλωρίου διαφορετικού μήκους, καθώς η ακτινική κατανομή αυτών των ηλεκτρονίων είναι διαφορετική. Το πραγματικό μόριο BeCl2 είναι συμμετρικό και γραμμικό· οι δύο δεσμοί του Be-Cl είναι ακριβώς οι ίδιοι. Αυτό σημαίνει ότι εφοδιάζονται με ηλεκτρόνια της ίδιας κατάστασης, δηλ. Εδώ το άτομο του βηρυλλίου σε κατάσταση σθένους δεν έχει πλέον ένα s- και ένα p-ηλεκτρόνιο, αλλά δύο ηλεκτρόνια που βρίσκονται σε τροχιακά που σχηματίζονται από την «μίξη» των s- και p-ατομικών τροχιακών. Ένα μόριο μεθανίου θα έχει υβριδισμό sp3 και ένα μόριο χλωριούχου αργιλίου θα έχει υβριδισμό sp2.
Προϋποθέσεις για σταθερότητα υβριδισμού:
1) Σε σύγκριση με το πρωτότυπο τροχιακά άτομα, τα υβριδικά τροχιακά θα πρέπει να επικαλύπτονται στενότερα.
2) Ατομικά τροχιακά που είναι κοντά σε ενεργειακό επίπεδο συμμετέχουν στον υβριδισμό· επομένως, σταθερά υβριδικά τροχιακά θα πρέπει να σχηματίζονται στην αριστερή πλευρά του περιοδικού πίνακα.
|
Παραγωγή μικτών γενών |
Μοριακό σχήμα |
Γωνία δεσμού | |
|
Γραμμικός | |||
|
Τρίγωνο | |||
|
Τετράεδρο | |||
- MO LCAO. Τα μοριακά τροχιακά μπορούν να θεωρηθούν ως ένας γραμμικός συνδυασμός ατομικών τροχιακών. Τα μοριακά τροχιακά πρέπει να έχουν μια ορισμένη συμμετρία. Όταν γεμίζετε ατομικά τροχιακά με ηλεκτρόνια, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη τους ακόλουθους κανόνες:
1. Εάν ένα ατομικό τροχιακό είναι μια ορισμένη συνάρτηση που είναι μια λύση της εξίσωσης Schrödinger και περιγράφει την κατάσταση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο, η μέθοδος MO είναι επίσης μια λύση στην εξίσωση Schrödinger, αλλά για ένα ηλεκτρόνιο σε ένα μόριο.
2. Ένα μοριακό τροχιακό βρίσκεται με την προσθήκη ή την αφαίρεση ατομικών τροχιακών.
3. Τα μοριακά τροχιακά και ο αριθμός τους είναι ίσοι με το άθροισμα των ατομικών τροχιακών των ατόμων που αντιδρούν.
Εάν η λύση για τα μοριακά τροχιακά προκύπτει με την προσθήκη των συναρτήσεων των ατομικών τροχιακών, τότε η ενέργεια των μοριακών τροχιακών θα είναι μικρότερη από την ενέργεια των αρχικών ατομικών τροχιακών. Και ένα τέτοιο τροχιακό λέγεται δεσμευτικό τροχιακό.
Στην περίπτωση αφαίρεσης συναρτήσεων, το μοριακό τροχιακό έχει μεγαλύτερη ενέργεια, και λέγεται χαλάρωση.
Υπάρχουν τροχιακά σίγμα και π. Συμπληρώνονται σύμφωνα με τον κανόνα του Hund.
Ο αριθμός των δεσμών (τάξη δεσμών) είναι ίσος με τη διαφορά μεταξύ του συνολικού αριθμού ηλεκτρονίων στο τροχιακό δεσμού και του αριθμού των ηλεκτρονίων στο τροχιακό αντιδεσμού, διαιρούμενο με το 2.
Η μέθοδος MO χρησιμοποιεί ενεργειακά διαγράμματα:
16. Πόλωση της επικοινωνίας. Διπολική στιγμή σύνδεσης. Χαρακτηριστικά αλληλεπιδρώντων ατόμων: δυναμικό ιονισμού, συγγένεια ηλεκτρονίων, ηλεκτραρνητικότητα. Ο βαθμός ιονισμού του δεσμού.
- Διπολη ΣΤΙΓΜΗ- ένα φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες ενός συστήματος φορτισμένων σωματιδίων. Στην περίπτωση ενός διπόλου (δύο σωματίδια με αντίθετα φορτία), η ηλεκτρική διπολική ροπή ισούται με το γινόμενο του θετικού φορτίου του διπόλου και την απόσταση μεταξύ των φορτίων και κατευθύνεται από το αρνητικό φορτίο στο θετικό. Η διπολική ροπή ενός χημικού δεσμού προκαλείται από τη μετατόπιση του νέφους ηλεκτρονίων προς ένα από τα άτομα. Ένας δεσμός ονομάζεται πολικός εάν η αντίστοιχη διπολική ροπή διαφέρει σημαντικά από το μηδέν. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου μεμονωμένοι δεσμοί σε ένα μόριο είναι πολικοί και η συνολική διπολική ροπή του μορίου είναι μηδέν. τέτοια μόρια ονομάζονται μη πολικά (για παράδειγμα, μόρια CO 2 και CCl 4). Εάν η διπολική ροπή ενός μορίου είναι μη μηδενική, το μόριο ονομάζεται πολικό. Για παράδειγμα, το μόριο H 2 O. Η τάξη μεγέθους της διπολικής ροπής του μορίου προσδιορίζεται από το γινόμενο του φορτίου ηλεκτρονίου (1.6.10 -19 C) και το μήκος του χημικού δεσμού (περίπου 10 -10 m ).
Η χημική φύση ενός στοιχείου καθορίζεται από την ικανότητα του ατόμου του να χάνει και να αποκτά ηλεκτρόνια. Αυτή η ικανότητα μπορεί να ποσοτικοποιηθεί από την ενέργεια ιονισμού ενός ατόμου και τη συγγένεια ηλεκτρονίων του.
-
Ενέργεια ιοντισμούενός ατόμου είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να αφαιρεθεί ένα ηλεκτρόνιο από ένα μη διεγερμένο άτομο. Εκφράζεται σε kilojoules ανά mole. Για τα άτομα πολλών ηλεκτρονίων, οι ενέργειες ιονισμού E1, E2, E3, ..., En αντιστοιχούν στον διαχωρισμό του πρώτου, του δεύτερου κ.λπ. ηλεκτρόνια. Σε αυτή την περίπτωση, πάντα Ε1 -
Συγγένεια ηλεκτρονίων ατόμου– το ενεργειακό αποτέλεσμα της προσθήκης ενός ηλεκτρονίου σε ένα ουδέτερο άτομο, μετατρέποντάς το σε αρνητικό ιόν. Η συγγένεια ηλεκτρονίων ενός ατόμου εκφράζεται σε kJ/mol. Η συγγένεια των ηλεκτρονίων είναι αριθμητικά ίση αλλά αντίθετη σε πρόσημο με την ενέργεια ιονισμού ενός αρνητικά φορτισμένου ιόντος και εξαρτάται από την ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου. Τα στοιχεία p της ομάδας 7 έχουν την υψηλότερη συγγένεια ηλεκτρονίων. Άτομα με διαμόρφωση s2 (Be, Mg, Ca) και s2p6 (Ne, Ar, Kr) ή μισογεμάτα με p-υποστιβάδα (N, P, As) δεν παρουσιάζουν συγγένεια ηλεκτρονίων. -
Ηλεκτραρνητικότητα- ένα μέσο χαρακτηριστικό της ικανότητας ενός ατόμου σε μια ένωση να προσελκύει ένα ηλεκτρόνιο. Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά στις καταστάσεις των ατόμων σε διαφορετικές ενώσεις αγνοείται. Σε αντίθεση με το δυναμικό ιοντισμού και τη συγγένεια ηλεκτρονίων, το EO δεν είναι ένα αυστηρά καθορισμένο φυσικό μέγεθος, αλλά ένα χρήσιμο χαρακτηριστικό υπό όρους. Το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο είναι το φθόριο. Το EO εξαρτάται από την ενέργεια ιονισμού και τη συγγένεια ηλεκτρονίων. Σύμφωνα με έναν ορισμό, η EO ενός ατόμου μπορεί να εκφραστεί ως το ήμισυ του αθροίσματος της ενέργειας ιοντισμού και της συγγένειας ηλεκτρονίων. Δεν μπορεί να εκχωρηθεί σταθερή EO σε ένα στοιχείο. Εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, ιδίως από την κατάσταση σθένους του στοιχείου, τον τύπο της ένωσης στην οποία περιλαμβάνεται κ.λπ. 17. Ικανότητα πόλωσης και πολωτικό αποτέλεσμα. Επεξήγηση κάποιων φυσικών ιδιοτήτων ουσιών από τη σκοπιά αυτής της θεωρίας. -
Η θεωρία της πόλωσης θεωρεί ότι όλες οι ουσίες είναι καθαρά ιοντικές. Ελλείψει εξωτερικού πεδίου, όλα τα ιόντα έχουν σφαιρικό σχήμα. Όταν τα ιόντα πλησιάζουν το ένα το άλλο, το πεδίο του κατιόντος επηρεάζει το πεδίο του ανιόντος και παραμορφώνονται. Η πόλωση ιόντων είναι η μετατόπιση του εξωτερικού νέφους ηλεκτρονίων των ιόντων σε σχέση με τον πυρήνα τους. Πόλωσηαποτελείται από δύο διαδικασίες: πόλωσης ιόντων πολωτικό αποτέλεσμα σε άλλο ιόν Η ικανότητα πόλωσης ενός ιόντος είναι ένα μέτρο της ικανότητας του νέφους ηλεκτρονίων του ιόντος να παραμορφώνεται υπό την επίδραση ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Κανονικότητα πόλωσης ιόντων: Τα ανιόντα είναι πιο πολωμένα από τα κατιόντα. Η υπερβολική πυκνότητα ηλεκτρονίων οδηγεί σε υψηλή διάχυση και χαλαρότητα του νέφους ηλεκτρονίων. Η ικανότητα πόλωσης των ισοηλεκτρονικών ιόντων αυξάνεται με τη μείωση των θετικών και την αύξηση των αρνητικών φορτίων. Τα ισοηλεκτρονικά ιόντα έχουν την ίδια διαμόρφωση. Στα πολλαπλά φορτισμένα κατιόντα, το πυρηνικό φορτίο είναι πολύ μεγαλύτερο από τον αριθμό των ηλεκτρονίων. Αυτό συμπυκνώνει το κέλυφος ηλεκτρονίων και το σταθεροποιεί, επομένως τέτοια ιόντα είναι λιγότερο επιρρεπή σε παραμόρφωση. Η ικανότητα πόλωσης των κατιόντων μειώνεται κατά τη μετάβαση από ιόντα με εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων γεμάτο με 18 ηλεκτρόνια σε ένα μη γεμάτο και στη συνέχεια σε ιόντα ευγενών αερίων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι για τα ηλεκτρόνια της ίδιας περιόδου, το κέλυφος του d-ηλεκτρονίου είναι πιο διάχυτο σε σύγκριση με το φλοιό s- και p-ηλεκτρονίου, επειδή d ηλεκτρόνια περνούν περισσότερο χρόνο κοντά στον πυρήνα. Επομένως, τα ηλεκτρόνια d αλληλεπιδρούν πιο έντονα με τα γύρω ανιόντα. Η ικανότητα πόλωσης των αναλόγων ιόντων αυξάνεται με την αύξηση του αριθμού των ηλεκτρονικών στρωμάτων. Η πολωσιμότητα είναι πιο δύσκολη για κατιόντα μικρού μεγέθους και πολλαπλά φορτισμένα, με ηλεκτρονιακό κέλυφος ευγενών αερίων. Τέτοια κατιόντα ονομάζονται σκληρά. Τα χύδην πολυφορτισμένα ανιόντα και τα κατιόντα όγκου χαμηλού φορτίου πολώνονται πιο εύκολα. Αυτά είναι μαλακά ιόντα. -
Πολωτικό αποτέλεσμα. Εξαρτάται από τα φορτία, το μέγεθος και τη δομή του εξωτερικού ηλεκτρονικού στρώματος. 1. Η πολωτική επίδραση ενός κατιόντος αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου του και τη μείωση της ακτίνας. Το μέγιστο αποτέλεσμα πόλωσης είναι χαρακτηριστικό των Katons με μικρές ακτίνες και μεγάλα φορτία, επομένως σχηματίζουν ενώσεις ομοιοπολικού τύπου. Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο μεγαλύτερος είναι ο πολωτικός δεσμός. 2. Η πολωτική επίδραση των κατιόντων αυξάνεται με τη μετάβαση από ιόντα με νέφος s ηλεκτρονίων σε ατελές και σε 18 ηλεκτρονίων. Όσο μεγαλύτερη είναι η πολωτική επίδραση του κατιόντος, τόσο μεγαλύτερη είναι η συμβολή του ομοιοπολικού δεσμού. -
Εφαρμογή της θεωρίας πόλωσης για την εξήγηση των φυσικών ιδιοτήτων: Όσο μεγαλύτερη είναι η πολωτική ικανότητα ενός ανιόντος (η πολωτική επίδραση ενός κατιόντος), τόσο πιο πιθανό είναι να σχηματιστεί ομοιοπολικός δεσμός. Επομένως, τα σημεία βρασμού και τήξης των ενώσεων με ομοιοπολικούς δεσμούς θα είναι χαμηλότερα από εκείνα με ιοντικούς δεσμούς. Όσο μεγαλύτερη είναι η ιοντικότητα του δεσμού, τόσο υψηλότερα είναι τα σημεία τήξης και βρασμού. Η παραμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων επηρεάζει την ικανότητα ανάκλασης ή απορρόφησης κυμάτων φωτός. Από εδώ, από τη σκοπιά της θεωρίας της πόλωσης, το χρώμα των ενώσεων μπορεί να εξηγηθεί: το λευκό αντανακλά τα πάντα. μαύρο – απορροφά; διαφανές – περνάει. Αυτό σχετίζεται: εάν το κέλυφος παραμορφωθεί, τότε τα κβαντικά επίπεδα των ηλεκτρονίων πλησιάζουν μεταξύ τους, μειώνοντας το ενεργειακό φράγμα, επομένως απαιτείται χαμηλή ενέργεια για τη διέγερση. Επειδή η απορρόφηση σχετίζεται με τη διέγερση ηλεκτρονίων, δηλ. με τη μετάβασή τους σε υψηλά επίπεδα, τότε με την παρουσία υψηλής πόλωσης, το ήδη ορατό φως μπορεί να διεγείρει εξωτερικά ηλεκτρόνια και η ουσία θα χρωματιστεί. Όσο υψηλότερο είναι το φορτίο του ανιόντος, τόσο χαμηλότερη είναι η ένταση του χρώματος. Το φαινόμενο πόλωσης επηρεάζει την αντιδραστικότητα των ενώσεων· επομένως, για πολλές ενώσεις, τα άλατα των οξέων που περιέχουν οξυγόνο είναι πιο σταθερά από τα ίδια τα άλατα. Το μεγαλύτερο φαινόμενο πόλωσης βρίσκεται στα d-στοιχεία. Όσο μεγαλύτερη είναι η φόρτιση, τόσο μεγαλύτερη είναι η πολωτική επίδραση. 18. Ιωνικός δεσμός ως περιοριστική περίπτωση ομοιοπολικού πολικού δεσμού. Ιδιότητες ουσιών με διαφορετικούς τύπους δεσμών. Η φύση του ιοντικού δεσμού μπορεί να εξηγηθεί από την ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση των ιόντων. Η ικανότητα των στοιχείων να σχηματίζουν απλά ιόντα καθορίζεται από τη δομή των ατόμων τους. Τα κατιόντα σχηματίζουν πιο εύκολα στοιχεία με χαμηλή ενέργεια ιονισμού, μέταλλα αλκαλίων και αλκαλικών γαιών. Τα ανιόντα σχηματίζονται πιο εύκολα από τα στοιχεία p της ομάδας 7, λόγω της υψηλής τους συγγένειας ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρικά φορτία των ιόντων προκαλούν την έλξη και την απώθησή τους. Τα ιόντα μπορούν να θεωρηθούν ως φορτισμένες σφαίρες των οποίων τα πεδία δύναμης είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα προς όλες τις κατευθύνσεις στο διάστημα. Επομένως, κάθε ιόν μπορεί να προσελκύσει ιόντα του αντίθετου σημείου προς τον εαυτό του προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Ένας ιονικός δεσμός, σε αντίθεση με έναν ομοιοπολικό δεσμό, χαρακτηρίζεται από μη κατευθυντικότητα. Η αλληλεπίδραση ιόντων αντίθετων σημάτων μεταξύ τους δεν μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη αμοιβαία αντιστάθμιση των δυναμικών τους πεδίων. Εξαιτίας αυτού, διατηρούν την ικανότητα να προσελκύουν ιόντα προς άλλες κατευθύνσεις. Επομένως, σε αντίθεση με έναν ομοιοπολικό δεσμό, ένας ιοντικός δεσμός χαρακτηρίζεται από ακόρεστο. 19.Μεταλλική σύνδεση. Ομοιότητες και διαφορές με ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς Μεταλλικός δεσμός είναι ένας δεσμός στον οποίο τα ηλεκτρόνια κάθε μεμονωμένου ατόμου ανήκουν σε όλα τα άτομα που έρχονται σε επαφή. Η διαφορά ενέργειας μεταξύ των «μοριακών» τροχιακών σε έναν τέτοιο δεσμό είναι μικρή, επομένως τα ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να μετακινηθούν από το ένα «μοριακό» τροχιακό στο άλλο και, επομένως, να κινηθούν στον όγκο του μετάλλου. Τα μέταλλα διαφέρουν από άλλες ουσίες στην υψηλή ηλεκτρική και θερμική τους αγωγιμότητα. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι κρυσταλλικές ουσίες (με εξαίρεση τον υδράργυρο) με υψηλούς αριθμούς συντονισμού ατόμων. Σε ένα μέταλλο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι πολύ μικρότερος από τον αριθμό των τροχιακών, έτσι τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν από το ένα τροχιακό στο άλλο. Τα άτομα μετάλλου χαρακτηρίζονται από υψηλή ενέργεια ιονισμού - τα ηλεκτρόνια σθένους διατηρούνται ασθενώς στο άτομο, δηλ. μετακινούνται εύκολα στο κρύσταλλο. Η ικανότητα των ηλεκτρονίων να κινούνται γύρω από έναν κρύσταλλο καθορίζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα των μετάλλων. Έτσι, σε αντίθεση με τις ομοιοπολικές και ιοντικές ενώσεις, στα μέταλλα ένας μεγάλος αριθμός ηλεκτρονίων δεσμεύει ταυτόχρονα μεγάλο αριθμό ατομικών πυρήνων και τα ίδια τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν στο μέταλλο. Με άλλα λόγια, στα μέταλλα υπάρχει ένας χημικός δεσμός με υψηλή μετατόπιση. Ο μεταλλικός δεσμός έχει κάποια ομοιότητα με τον ομοιοπολικό δεσμό, αφού βασίζεται στην κοινή χρήση ηλεκτρονίων σθένους. Ωστόσο, στον σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού συμμετέχουν τα ηλεκτρόνια σθένους μόνο δύο αλληλεπιδρώντων ατόμων, ενώ στο σχηματισμό ενός μεταλλικού δεσμού όλα τα άτομα συμμετέχουν στον μοιρασμό ηλεκτρονίων. Γι' αυτό ο μεταλλικός δεσμός δεν έχει χωρική κατευθυντικότητα και κορεσμό, κάτι που καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις ειδικές ιδιότητες των μετάλλων. Η ενέργεια ενός μεταλλικού δεσμού είναι 3-4 φορές μικρότερη από την ενέργεια ενός ομοιοπολικού δεσμού. 20. Δεσμός υδρογόνου. Διαμοριακή και ενδομοριακή. Μηχανισμός εκπαίδευσης. Χαρακτηριστικά των φυσικών ιδιοτήτων ουσιών με δεσμούς υδρογόνου. Παραδείγματα. -
Ο δεσμός υδρογόνου είναι ένας ειδικός τύπος χημικού δεσμού. Είναι χαρακτηριστικό των ενώσεων υδρογόνου με τα περισσότερα ηλεκτραρνητικά στοιχεία (φθόριο, οξυγόνο, άζωτο και, σε μικρότερο βαθμό, χλώριο και θείο). Ο δεσμός υδρογόνου είναι πολύ συνηθισμένος και παίζει σημαντικό ρόλο στη σύνδεση των μορίων, στις διαδικασίες κρυστάλλωσης, διάλυσης, σχηματισμού ένυδρων κρυστάλλων κ.λπ. Για παράδειγμα, σε στερεά, υγρή και ακόμη και αέρια κατάσταση, τα μόρια υδροφθορίου συνδέονται σε μια ζιγκ-ζαγκ αλυσίδα, που οφείλεται ακριβώς στον δεσμό υδρογόνου. Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι ένα άτομο υδρογόνου, που είναι μέρος ενός μορίου, σχηματίζει έναν δεύτερο, πιο αδύναμο δεσμό με ένα άτομο ενός άλλου μορίου, με αποτέλεσμα και τα δύο μόρια να συνδυάζονται σε ένα σύμπλοκο. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός τέτοιου συμπλέγματος είναι το λεγόμενο γέφυρα υδρογόνου – A – H...B–. Η απόσταση μεταξύ των ατόμων σε μια γέφυρα είναι μεγαλύτερη από ότι μεταξύ των ατόμων σε ένα μόριο. Αρχικά, ο δεσμός υδρογόνου ερμηνεύτηκε ως ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση. Έχει συμπεράνει τώρα ότι η αλληλεπίδραση δότη-δέκτη παίζει σημαντικό ρόλο στους δεσμούς υδρογόνου. Δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται όχι μόνο μεταξύ μορίων διαφορετικών ουσιών, αλλά και σε μόρια της ίδιας ουσίας H2O, HF, NH3 κ.λπ. Αυτό εξηγεί επίσης τη διαφορά στις ιδιότητες αυτών των ουσιών σε σύγκριση με τις σχετικές ενώσεις. Ο δεσμός υδρογόνου μέσα στα μόρια είναι γνωστός, ειδικά σε οργανικές ενώσεις. Ο σχηματισμός του διευκολύνεται από την παρουσία στο μόριο της ομάδας δέκτη A-H και της ομάδας δότη B-R. Στο μόριο Α-Η, το Α είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο. Ο σχηματισμός δεσμών υδρογόνου σε πολυμερή, όπως τα πεπτίδια, έχει ως αποτέλεσμα μια ελικοειδή δομή. Το DNA, το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, ο φύλακας του κώδικα κληρονομικότητας, έχει παρόμοιες δομές. Οι δεσμοί υδρογόνου δεν είναι ισχυροί. Σχηματίζονται εύκολα και σπάνε σε συνηθισμένες θερμοκρασίες, κάτι που είναι πολύ σημαντικό στις βιολογικές διεργασίες. Είναι γνωστό ότι οι ενώσεις υδρογόνου με εξαιρετικά ηλεκτραρνητικά αμέταλλα έχουν ασυνήθιστα υψηλά σημεία βρασμού. Διαμοριακή αλληλεπίδραση. Οι δυνάμεις έλξης μεταξύ κορεσμένων ατόμων και μορίων είναι εξαιρετικά αδύναμες σε σύγκριση με τους ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς. Οι ουσίες στις οποίες τα μόρια συγκρατούνται μεταξύ τους με εξαιρετικά αδύναμες δυνάμεις είναι συχνά αέρια στους 20 βαθμούς και σε πολλές περιπτώσεις τα σημεία βρασμού τους είναι πολύ χαμηλά. Η ύπαρξη τέτοιων αδύναμων δυνάμεων ανακαλύφθηκε από τον Van der Waals. Η ύπαρξη τέτοιων δυνάμεων στο σύστημα μπορεί να εξηγηθεί: 1. Η παρουσία μόνιμου διπόλου στο μόριο. Σε αυτή την περίπτωση, ως αποτέλεσμα της απλής ηλεκτροστατικής έλξης των διπόλων, προκύπτουν ασθενείς δυνάμεις αλληλεπίδρασης - δίπολο-δίπολο (H2O, HCl, CO) 2. Η διπολική ροπή είναι πολύ μικρή, αλλά όταν αλληλεπιδρά με το νερό, μπορεί να σχηματιστεί ένα επαγόμενο δίπολο, το οποίο προκύπτει ως αποτέλεσμα του πολυμερισμού των μορίων από τα δίπολα των γύρω μορίων. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να υπερτεθεί στην αλληλεπίδραση διπόλου-διπόλου και να αυξήσει την έλξη. 3. Δυνάμεις διασποράς. Αυτές οι δυνάμεις δρουν μεταξύ οποιωνδήποτε ατόμων και μορίων, ανεξάρτητα από τη δομή τους. Το Λονδίνο εισήγαγε αυτήν την έννοια. Για τα συμμετρικά άτομα, οι μόνες δυνάμεις που δρουν είναι οι δυνάμεις του Λονδίνου. 21. Αθροιστικές καταστάσεις της ύλης: στερεή, υγρή, αέρια. Κρυσταλλικές και άμορφες καταστάσεις. Κρυσταλλικά πλέγματα. -
Υπό κανονικές συνθήκες, τα άτομα, τα ιόντα και τα μόρια δεν υπάρχουν μεμονωμένα. Αποτελείται πάντα μόνο από μέρη μιας ανώτερης οργάνωσης μιας ουσίας που πρακτικά συμμετέχει σε χημικούς μετασχηματισμούς - τη λεγόμενη κατάσταση συσσωμάτωσης. Ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες, όλες οι ουσίες μπορούν να βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης - αέριο, υγρό, στερεό. Η μετάβαση από τη μια κατάσταση συσσωμάτωσης στην άλλη δεν συνοδεύεται από αλλαγή στη στοιχειομετρική σύνθεση της ουσίας, αλλά συνδέεται απαραίτητα με μεγαλύτερη ή μικρότερη αλλαγή στη δομή της. Στερεάς κατάστασης- αυτή είναι μια κατάσταση στην οποία μια ουσία έχει τον δικό της όγκο και το δικό της σχήμα. Στα στερεά, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωματιδίων είναι πολύ ισχυρές. Σχεδόν όλες οι ουσίες υπάρχουν με τη μορφή πολλών στερεών. Η αντιδραστικότητα και άλλες ιδιότητες αυτών των σωμάτων είναι συνήθως διαφορετικές. Η ιδανική στερεά κατάσταση αντιστοιχεί σε έναν υποθετικό ιδανικό κρύσταλλο. Υγρή κατάσταση- αυτή είναι μια κατάσταση στην οποία μια ουσία έχει τον δικό της όγκο, αλλά δεν έχει το δικό της σχήμα. Το υγρό έχει μια συγκεκριμένη δομή. Στη δομή, η υγρή κατάσταση είναι ενδιάμεση μεταξύ μιας στερεάς κατάστασης με αυστηρά καθορισμένη περιοδική δομή και ενός αερίου στο οποίο δεν υπάρχει δομή. Ως εκ τούτου, ένα υγρό χαρακτηρίζεται, αφενός, από την παρουσία ενός συγκεκριμένου όγκου και, αφετέρου, από την απουσία ενός συγκεκριμένου σχήματος. Η συνεχής κίνηση των σωματιδίων σε ένα υγρό καθορίζει την έντονη αυτοδιάχυση και τη ρευστότητά της. Η δομή και οι φυσικές ιδιότητες ενός υγρού εξαρτώνται από τη χημική ταυτότητα των σωματιδίων που το σχηματίζουν. Αέρια κατάσταση. Χαρακτηριστικό γνώρισμα της αέριας κατάστασης είναι ότι τα μόρια (άτομα) του αερίου δεν συγκρατούνται μεταξύ τους, αλλά κινούνται ελεύθερα στον όγκο. Οι δυνάμεις διαμοριακής αλληλεπίδρασης συμβαίνουν όταν τα μόρια έρχονται κοντά το ένα στο άλλο. Η ασθενής διαμοριακή αλληλεπίδραση καθορίζει τη χαμηλή πυκνότητα των αερίων και τις κύριες χαρακτηριστικές τους ιδιότητες - την επιθυμία για άπειρη διαστολή και την ικανότητα άσκησης πίεσης στα τοιχώματα των αγγείων που εμποδίζουν αυτήν την επιθυμία. Λόγω της ασθενής διαμοριακής αλληλεπίδρασης σε χαμηλή πίεση και υψηλές θερμοκρασίες, όλα τα τυπικά αέρια συμπεριφέρονται περίπου το ίδιο, αλλά ήδη σε συνηθισμένες θερμοκρασίες και πίεση αρχίζει να εμφανίζεται η ατομικότητα των αερίων. Η κατάσταση ενός αερίου χαρακτηρίζεται από τη θερμοκρασία, την πίεση και τον όγκο του. Το αέριο θεωρείται ότι είναι στον αρ. αν η θερμοκρασία του είναι 0 βαθμοί και η πίεση είναι 1* 10 Pa. -
Κρυσταλλική κατάσταση. Μεταξύ των στερεών, η κύρια είναι η κρυσταλλική κατάσταση, που χαρακτηρίζεται από έναν ορισμένο προσανατολισμό των σωματιδίων (άτομα, ιόντα, μόρια) μεταξύ τους. Αυτό καθορίζει επίσης την εξωτερική μορφή της ουσίας με τη μορφή κρυστάλλων. Μονοί κρύσταλλοι - μονοκρύσταλλοι υπάρχουν στη φύση, αλλά μπορούν να ληφθούν τεχνητά. Αλλά πιο συχνά τα κρυσταλλικά σώματα είναι πολυκρυσταλλικοί σχηματισμοί - πρόκειται για αλληλοαναπτύξεις μεγάλου αριθμού μικρών κρυστάλλων. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των κρυσταλλικών σωμάτων, που προκύπτει από τη δομή τους, είναι η ανισοτροπία. Εκδηλώνεται στο γεγονός ότι οι μηχανικές, ηλεκτρικές και άλλες ιδιότητες των κρυστάλλων εξαρτώνται από την κατεύθυνση της εξωτερικής επιρροής των δυνάμεων στον κρύσταλλο. Τα σωματίδια στους κρυστάλλους υφίστανται θερμικές δονήσεις γύρω από τη θέση ισορροπίας ή γύρω από τους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος. Άμορφη κατάσταση. Η άμορφη κατάσταση είναι παρόμοια με την υγρή κατάσταση. Χαρακτηρίζεται από ελλιπή διάταξη της σχετικής διάταξης των σωματιδίων. Οι δεσμοί μεταξύ των δομικών μονάδων δεν είναι ισοδύναμοι, επομένως τα άμορφα σώματα δεν έχουν συγκεκριμένο σημείο τήξης - κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης σταδιακά μαλακώνουν και λιώνουν. Για παράδειγμα, το εύρος θερμοκρασίας των διεργασιών τήξης για πυριτικά γυαλιά είναι 200 μοίρες. Στα άμορφα σώματα, η φύση της διάταξης των ατόμων πρακτικά δεν αλλάζει όταν θερμαίνεται. Μόνο η κινητικότητα των ατόμων αλλάζει - οι δονήσεις τους αυξάνονται. -
Κρυσταλλικά πλέγματα: Τα κρυσταλλικά πλέγματα μπορεί να είναι ιοντικά, ατομικά (ομοιοπολικά ή μεταλλικά) και μοριακά. Το ιοντικό πλέγμα αποτελείται από ιόντα αντίθετων σημάτων που εναλλάσσονται στις θέσεις. Στα ατομικά πλέγματα, τα άτομα συνδέονται με ομοιοπολικούς ή μεταλλικούς δεσμούς. Παράδειγμα: διαμάντι (ατομικό-ομοιοπολικό πλέγμα), μέταλλα και τα κράματά τους (ατομικό-μεταλλικό πλέγμα). Οι κόμβοι ενός μοριακού κρυσταλλικού πλέγματος σχηματίζονται από μόρια. Στους κρυστάλλους, τα μόρια συνδέονται μέσω διαμοριακών αλληλεπιδράσεων. Οι διαφορές στον τύπο του χημικού δεσμού στους κρυστάλλους καθορίζουν σημαντικές διαφορές στον τύπο των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων μιας ουσίας με όλους τους τύπους κρυσταλλικού πλέγματος. Για παράδειγμα, οι ουσίες με ατομικό-ομοιοπολικό πλέγμα χαρακτηρίζονται από υψηλή σκληρότητα και εκείνες με ατομικό-μεταλλικό πλέγμα χαρακτηρίζονται από υψηλή πλαστικότητα. Οι ουσίες με ιοντικό πλέγμα έχουν υψηλό σημείο τήξης και δεν είναι πτητικές. Οι ουσίες με μοριακό πλέγμα (οι διαμοριακές δυνάμεις είναι ασθενείς) είναι εύτηκτες, πτητικές και η σκληρότητά τους δεν είναι υψηλή. 22. Σύνθετες ενώσεις. Ορισμός. Χημική ένωση. Οι σύνθετες ενώσεις είναι μοριακές ενώσεις, ο συνδυασμός των συστατικών των οποίων οδηγεί στο σχηματισμό σύνθετων ιόντων ικανών να υπάρχουν ελεύθερα, τόσο σε κρύσταλλο όσο και σε διάλυμα. Τα σύνθετα ιόντα είναι το αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του κεντρικού ατόμου (συμπλεγματικός παράγοντας) και των γύρω υποκαταστατών. Οι συνδέτες είναι τόσο ιόντα όσο και ουδέτερα μόρια. Τις περισσότερες φορές, ο παράγοντας συμπλοκοποίησης είναι ένα μέταλλο, το οποίο, μαζί με τους συνδέτες, σχηματίζει την εσωτερική σφαίρα. Υπάρχει μια εξωτερική σφαίρα. Η εσωτερική και η εξωτερική σφαίρα συνδέονται μεταξύ τους με έναν ιοντικό δεσμό. Οι ιδέες για τον μηχανισμό σχηματισμού χημικών δεσμών χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός μορίου υδρογόνου επεκτείνονται και σε άλλα μόρια. Η θεωρία του χημικού δεσμού, που δημιουργήθηκε σε αυτή τη βάση, ονομάζεται μέθοδος δεσμού σθένους. (MVS). Βασικά σημεία: 1) σχηματίζεται ένας ομοιοπολικός δεσμός ως αποτέλεσμα της επικάλυψης δύο νεφών ηλεκτρονίων με αντίθετα κατευθυνόμενα σπιν και το προκύπτον κοινό νέφος ηλεκτρονίων ανήκει σε δύο άτομα. 2) όσο ισχυρότερος είναι ο ομοιοπολικός δεσμός, τόσο περισσότερο επικαλύπτονται τα αλληλεπιδρώντα νέφη ηλεκτρονίων. Ο βαθμός στον οποίο τα νέφη ηλεκτρονίων επικαλύπτονται εξαρτάται από το μέγεθος και την πυκνότητά τους. 3) ο σχηματισμός ενός μορίου συνοδεύεται από συμπίεση νεφών ηλεκτρονίων και μείωση του μεγέθους του μορίου σε σύγκριση με το μέγεθος των ατόμων. 4) Τα ηλεκτρόνια s- και p του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου και τα d-ηλεκτρόνια του προ-εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου συμμετέχουν στο σχηματισμό του δεσμού. Σε ένα μόριο χλωρίου, κάθε άτομό του έχει ένα πλήρες εξωτερικό επίπεδο οκτώ ηλεκτρονίων s 2 p 6, και δύο από αυτά (ζεύγος ηλεκτρονίων) ανήκουν εξίσου και στα δύο άτομα. Η επικάλυψη των νεφών ηλεκτρονίων κατά τον σχηματισμό ενός μορίου φαίνεται στο σχήμα. Σχήμα σχηματισμού χημικού δεσμού σε μόρια χλωρίου Cl 2 (a) και υδροχλωρίου HCl (b) Ένας χημικός δεσμός για τον οποίο η γραμμή που συνδέει τους ατομικούς πυρήνες είναι ο άξονας συμμετρίας του συνδετικού νέφους ηλεκτρονίων ονομάζεται σίγμα (σ)-δεσμός. Εμφανίζεται όταν τα ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται μετωπικά. Δεσμοί όταν τα τροχιακά s-s επικαλύπτονται στο μόριο H 2. Τα p-p-τροχιακά στο μόριο Cl 2 και τα s-p-τροχιακά στο μόριο HCl είναι δεσμοί σίγμα. Είναι δυνατή η «πλευρική» επικάλυψη ατομικών τροχιακών. Όταν επικαλύπτονται νέφη ηλεκτρονίων p προσανατολισμένα κάθετα στον άξονα του δεσμού, δηλ. κατά μήκος του άξονα y και z, σχηματίζονται δύο περιοχές επικάλυψης, που βρίσκονται εκατέρωθεν αυτού του άξονα. Αυτός ο ομοιοπολικός δεσμός ονομάζεται πι (ρ)-δεσμός. Υπάρχει λιγότερη επικάλυψη των νεφών ηλεκτρονίων κατά τον σχηματισμό δεσμού π. Επιπλέον, οι περιοχές επικάλυψης βρίσκονται μακρύτερα από τους πυρήνες παρά κατά τη διάρκεια του σχηματισμού ενός δεσμού σ. Για αυτούς τους λόγους, ο δεσμός π έχει μικρότερη αντοχή σε σύγκριση με τον δεσμό σ. Επομένως, η ενέργεια ενός διπλού δεσμού είναι μικρότερη από τη διπλάσια ενέργεια ενός απλού δεσμού, ο οποίος είναι πάντα δεσμός σ. Επιπλέον, ο δεσμός σ έχει αξονική, κυλινδρική συμμετρία και είναι ένα σώμα περιστροφής γύρω από τη γραμμή που συνδέει τους ατομικούς πυρήνες. Ο δεσμός π, αντίθετα, δεν έχει κυλινδρική συμμετρία. Ένας απλός δεσμός είναι πάντα ένας καθαρός ή υβριδικός δεσμός σ. Ένας διπλός δεσμός αποτελείται από έναν σ- και έναν π-δεσμό, που βρίσκονται κάθετα μεταξύ τους. Ο δεσμός σ είναι ισχυρότερος από τον δεσμό π. Σε ενώσεις με πολλαπλούς δεσμούς, υπάρχει πάντα ένας δεσμός σ και ένας ή δύο δεσμοί π. Δεσμοί Sigma και pi (σ- και π-δεσμοί)
ομοιοπολικοί χημικοί δεσμοί που χαρακτηρίζονται από μια συγκεκριμένη, αλλά διαφορετική χωρική συμμετρία της κατανομής της πυκνότητας ηλεκτρονίων. Όπως είναι γνωστό, ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της κοινής χρήσης ηλεκτρονίων ατόμων που αλληλεπιδρούν. Το προκύπτον νέφος ηλεκτρονίων του δεσμού σ είναι συμμετρικό ως προς τη γραμμή δεσμού, δηλαδή τη γραμμή που συνδέει τους πυρήνες των αλληλεπιδρώντων ατόμων. Οι απλοί δεσμοί σε χημικές ενώσεις είναι συνήθως (δεσμοί t (βλ Απλή επικοινωνία). Το ηλεκτρονιακό νέφος του δεσμού π είναι συμμετρικό σε σχέση με το επίπεδο που διέρχεται από τη γραμμή επικοινωνίας ( ρύζι. 1
, β), και σε αυτό το επίπεδο (που ονομάζεται κομβικό επίπεδο) η πυκνότητα των ηλεκτρονίων είναι μηδέν. Η χρήση των ελληνικών γραμμάτων σ και π συνδέεται με την αντιστοιχία τους με τα λατινικά γράμματα μικρόΚαι Rστον προσδιορισμό ηλεκτρονίων του ατόμου, με τη συμμετοχή των οποίων για πρώτη φορά καθίσταται δυνατός ο σχηματισμός δεσμών σ- και π, αντίστοιχα. Διότι σύννεφα ατομικών R- τροχιακά ( p x, RU, p z) είναι συμμετρικά ως προς τους αντίστοιχους άξονες των καρτεσιανών συντεταγμένων ( Χ, στο, z), τότε εάν ένα R-τροχιακό, για παράδειγμα p z, συμμετέχει στο σχηματισμό του δεσμού σ (άξονας z- γραμμή επικοινωνίας), τα υπόλοιπα δύο R- τροχιακά ( p x, p y) μπορεί να λάβει μέρος στο σχηματισμό δύο π-δεσμών (τα κομβικά επίπεδα τους θα είναι yzΚαι xzαντίστοιχα; εκ. ρύζι. 2
). Μπορεί επίσης να λάβει μέρος στο σχηματισμό δεσμών σ και π ρε- (εκ. ρύζι. 1
) Και φά-ηλεκτρόνια του ατόμου. Λιτ.: Pimentel G., Spratly R., Πώς η κβαντική μηχανική εξηγεί τον χημικό δεσμό, trans. from English, Μ., 1973; Shustorovich E. M., Chemical communication, M., 1973. E. M. Shustorovich. Ρύζι. 1. Σχηματική αναπαράσταση του χωρικού προσανατολισμού των τροχιακών κατά το σχηματισμό δεσμού σ ως αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων s - s-, s - p σ-, p σ - p σ -αλληλεπιδράσεων (α) και π-δεσμού ως αποτέλεσμα p π -, p π -, d π - d π - αλληλεπιδράσεις (β). Ρύζι. 2. Σχηματική αναπαράσταση νεφών ηλεκτρονίων p x -, p y -, p z -. Εμφανίζονται οι άξονες των καρτεσιανών συντεταγμένων και τα κομβικά επίπεδα των τροχιακών p x - και p y -. Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. - Μ.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια.
1969-1978
.
- (μοντέλα) μοντέλα θεωρίας πεδίου, στα οποία m κλιμακωτά πεδία (i=1, ..., m) μπορούν να θεωρηθούν ότι ορίζουν μια αντιστοίχιση του d-διάστατου χρονικού χώρου (μιας αυθαίρετης υπογραφής) σε μια ορισμένη πολλαπλότητα M του διάσταση με μετρική... Φυσική εγκυκλοπαίδεια Εικ. 1. Σύνδεση Sigma ... Wikipedia Ελληνικό αλφάβητο Αα Alpha Νν Nu ... Wikipedia Σίγμα (σ) - και π (π) - συνδέσεις- μια ομοιοπολική χημική ιδιότητα που χαρακτηρίζεται από μια ορισμένη, αλλά διαφορετική χωρική συμμετρία της κατανομής της πυκνότητας ηλεκτρονίων. Η προκύπτουσα επικοινωνία ηλεκτρονιακού νέφους σ είναι συμμετρική σε σχέση με τη γραμμή επικοινωνίας,... ... Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Μεταλλουργίας - (από το λατινικό cumulo συλλέγω, συσσωρεύω) ένα σύστημα δεσμών στο οποίο τουλάχιστον ένα άτομο συνδέεται με διπλούς δεσμούς με δύο γειτονικά άτομα. Κ. σ. στην ομάδα συνδέσεων Sigma και Pi)). Οι δεσμοί σ σχηματίζονται από δύο ατομικά τροχιακά του ατόμου C στο... ... Ομοιοπολικός δεσμός χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός μορίου μεθανίου: πλήρες εξωτερικό επίπεδο ενέργειας: το υδρογόνο (Η) έχει 2 ηλεκτρόνια και ο άνθρακας (C) έχει 8 ηλεκτρόνια. Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ένας δεσμός που σχηματίζεται από κατευθυνόμενα νέφη ηλεκτρονίων σθένους. Ουδέτερο... ... Wikipedia διαμορφωτής δέλτα-σίγμα- Τροποποίηση διαμορφωτή δέλτα, στην είσοδο του οποίου ενεργοποιείται ένας ολοκληρωτής και κατά τη λήψη εκτελείται η αντίστροφη λειτουργία, δηλ. διαφοροποίηση του σήματος εξόδου του αποδιαμορφωτή. Από μηχανικής άποψης, η υλοποίηση ενός διαμορφωτή δέλτα-σίγμα δεν είναι πιο δύσκολη από... ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή έργο Sigma- Ένα έργο που χωρίστηκε το 1976 από το μυστικό αμερικανικό έργο Aquarius. Στόχος του έργου είναι η δημιουργία επικοινωνίας με εξωγήινους και πιθανότατα πραγματοποιείται σε μια από τις βάσεις της Πολεμικής Αεροπορίας της πολιτείας. Νέο Μεξικό. Ε. Έργο Σίγμα Δ. Έργο Σίγμα ... Επεξηγηματικό ουφολογικό λεξικό με ισοδύναμα στα αγγλικά και γερμανικά Πληκτρολογήστε Άνοιγμα κοινής χρήσης... Wikipedia Ένας από τους πιο σημαντικούς τύπους ενδομοριακής αμοιβαίας επίδρασης ατόμων και δεσμών σε οργανικές ενώσεις. προκαλείται από την αλληλεπίδραση ηλεκτρονικών συστημάτων ατόμων (κυρίως ηλεκτρονίων σθένους, βλέπε Σθένος). Το κύριο σημάδι...... Μεγάλη Σοβιετική ΕγκυκλοπαίδειαΔείτε τι είναι οι δεσμοί Sigma και pi σε άλλα λεξικά:
Βιβλία
