Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 23
Текст из файла (страница 23)
для сазданш! Рнс.2-27.С»ру ур х!шичсс«ихпнзев гибридных орби!гней из р- ыл «алрлпюм пл с арбиталей пентрааыюго итона по прастранспюнной «аифигурапии гжибаисе псдкадят р„и р„а из пати «- орбита»ей (д„„д„п д, д,, даз з ) па свммегрии наиболее блнжа арбнталь д, . Поэтому четыре пенны!л!с орбит»ли созланпся при Ьр'- ! гибрндизашш д„т тт, г, атомных !ш, и рпорбнгалей централыюгт атома кщиплексж 02Д2.
Сунернознннн я- и н-свямй (Днойндя связь) ня осноне гибридяых орбит»ней РэссматРим етРУ«тУРУ но~ель! аллана С,нн Рхд алленов зэн»сываатс» фармудай ВВ'С = С = СК"В"' ( — вада(юд гши какие-ляю функциональные группы). Аллеи атисситщ к шшредслы»ым углеводородам, «старые имеют жж лаайные связи и называются влкэдиевамн. Их состав вырюкаегся общей формулой С„Н» т, гле я > 3 — чиало атомов углерода. В мошку»нх са алажными сыпями удобна сначала рассматривать сбйазоеанае к.сваэей, а затем а-свазей. Дае ойбит»ли Ч'т„в Ч'т пснтральнаго атом» углерода С (2» 2р») в молекуле ш»леня образуют с соседними атомами углерода соответственна и, -, и -а»аз« (ргк.
2-28), аиалап»чнп сыпи углертдв с атомами киалорода в молекуле СО, (рис. 2-20). Один ш дву», !юка незадействованных в свая», 2»э электронов пеитрачьного апяив углерода 2 псреколит аа орбиталь Ч' с гмслелующей»ргр гибрллишшшй. Гибривные лр-орбитали атома углерода 2 расположены )З1 исты х С!" СзН» Н Сцзг-2«э2рэ — н, (~~яр р„ш~ф р 1„1( Н ! 2 3 Н С!ц,— 2ьэ2рэ в ()Рер((бр ((~(р ( Р: з 2«С руюурв вне «нкс»н'еа .
алел! с У шамс» у лерада ! п 3, ~юсю обреза»«не» к-связей с центральным атомам 2. прана ндпг. !г-глбрнлнлацн», а результате «огород образуются грп орбншлн. Рвсашюжснные лад углом = 120'! у атома ! — в власкастн Х... .'.. т пома 3 — в ш аскастн УУ. Гнбрддные орбгпалн. ркпалажснные у ест трек аюпов углерода ндоль асн ОХ, осуществляют вторые связи между атаман« !час!юпл.
Две пар ссппшнкся гибридных арент»лей апвюв ! н 3 перекрыеаатся с лчгрзч па»язв! шамон еалародэ, абр»эуя о-сняв«. Алле ы прпмснматся в орган»асс»ам аннтеэе. Онн обнаружены в бнахнм гческгж п(юпессю, аротеюююнх у ннзшнк грибов, амсвнх рестсннй. а тмш с ср ли аралу кто в жнзнедеюел анас п~ насовал! ых, 02.13. Изменение структуры связей при переходе в т вердую фазу Прн осрехоле в ткерлсе састгннне пюметрнчсскае сг)пенне молекул мажет ревю нзмешпься. Расслнпрнм это явдснне на примере мопс»У. лы ВеС!г. . катар»я нмсст лннайнгиа кап(каур»пню: грнпюрнлные арбьпалн Ве перецзыааются с рнарбеталямн хлора.
'Гакнм абраюм, в гаэюбразнам сасгояннн у молекулы »месте» гве (р,) н (р,) свободные про«тын ватюцнай бала вн бершшн» (ппдкркнупл атомные оббегал», асушесгвлмошн» свюь апэяов в молекуле): Ве — 2ез — л(тзгп)(р„) (Л ) с) -злэзггз -л (22«) (Тзр„) (Т4!г„) (зшй Гл и'Взаммадейсемю ама о» Молекулы. Рнс. 2-29. По ерюя сэру ура кл Рюа ! Рнллня ерлам юм В юнаснснрованнам састаяннн этн две свободные про»тын заполнянгкя неполеленнымн пцюмн элелпрана» атомов шюра двух сасслннх мале«ул. В !кзультюе юждый атом берн»ля» «мест по 4 о-овезн (!гас па !шпор»а-акпегпаршпгу прннцлшу) н есе его на»еловые арбнтллн оказываются эапалненнымн.
Пра переходе нз ппаабразеого сасюяння в теердае меняекя н тнп гнбрпаюацнн арбнтелсй в «томе берн»пня! ат эр- к зртипу, а структура гоменаекн на тстраэдрнческую. В пкрлам пкпмшгн хларнд бернллня «мест пол«мерную и руктуру в виде палнл!ерныл пеней, юсюяшнх нз тсгрвзлроа, в центре «оюрых находется атал! берн»пня (рнс 2-29). й2.14. Мнотонеитровые молекулярные орбит»ли В «анленспргюнном соспмнпн веществ хлмнчесмк он»за вето не магу! быть отнесены к шлюьным парам агама» Напр«мер, в ионных крнсш'шач д расплввах каждый нак юанмодействусг со коем блнхгайш м акрувенаем, также как н в мета лах — орбюалн каллектнвюнрпннных электронов аднаврцненно оковывают все наны, налюляюнеся е узлах крнспшлнческай решет»в. таюк арбнтнлм, образуюшнес» прн перекрытнк волновых функп»Г« прнналлежашнх трем н более атомам, называются ммогоцентронымн.
Онн прнсутсгвуюг а мастпювыч сзруктурш' н в струкгурп с сапряхгеннымн «вантовым е св»зяма 2.14.! Масзмковые структуры В габон»»зван» лгагуг учаспювать ве толька заполненные, на а пустьк атомные орбнтвлп. Напрмеср, в моюкулс гндрнл» Гора Взпл у кпклаго атома бара В (~'зр~) аронсюлггг зрз-п|брнднэшш», прн копцюй алев ез гебрнлпых арбппшей оказыеаетсн питой. Четыре енешпнх гнбрплных арбгпалн (по да» от «вжпхп атом» В), перекрываясь с 1з-арбнталлмн четырех азомов еадародц образуют о-сняэн, расположенные в алной плас.
мктн УХ (рнс. 2 — 30 б). Четыре аегевц~гжс» гнбрнднык орбнгалн расположены в перпенлнкулярнай влас»сов ХХ. Онн пер»крыла«моя с И- арбгпалямн ешс лаух атомна водорода. Прн км н» эпп четырех связях на«о!выса талька четыре элентрана (па кошму от каждого аз а юмов бара 132 (у. И. Взтщод 0 меи аяю«ое. Ма скулы.
133 В-2«зйз! з. ( ффщзф ~ Р 2-10. Мости сю! УР« ул ппрюп бор пюекоч (а) „ НМ«! !«1 ИИКЦПК И ! 3 ! НСНИЕ ОРбн й З П!ПРОНМ« . НО МРЕЛМюгмю ! ьес язи» тп урнакскоо(а) бщнюпп ю рнк илии м Иэ д! 3эгб ! (~фэрэ~) 0-2"йр' ( Я~ р+~ ~ Рп 2-3! Моет«ЮЕ. СГРУЮЗР«ОММП СЕЮИНСННИ[СНтйлй и лпух атомов волорола), которые припаллюкат сразу четырем пентрам (чстырсхооптролому !'Злу ВзНз) В то же в же время тэ«ую связь мокша рассмазривать «ак два мостика сею!уют!щм! эйекцщьйчи (каплый юом бора дал! по 0,5 зле«цхтвв и «олорол -.
! зле«цып). Зффсктияный зарял зп мсепиювых лгомах водорода рямн ( О.Ю е), а на атомах бора — ( 0,22 е), В качеспю мостикового элемента монет выступать углерод. что кисет места например. в соединении (СНпйй!з (рис. 2-31). Кроме юге. мое!иковыми аюмами могу! соеаиюпься атомы разных «зшичсских элементов (рис. 2-32). Связи в мостиковых структурвк обозначенные иа рзкуикы штриховыми линн«ма юлзютс» трекиснгровымн лвухээеьцюпиыми сназнмю Рассмотретизыс «помповые сгрузоуры относятся к так называемым злектроисвефнннтным сспшнсипнм, и кщорых на олпу связь прихопится мещ.ще лвух элекцюиов.
Сушсспуют и злскт)юноизбыточные соелннсния. в «оторых не все электроны, предоставляемые атаманы ллл обрэзоюиия связей, «впяютс» связующими..го ссп ссущсспщяют химическую связь в молекуле. Примерамп такик соединений могут быль ионы 1, н Нр,пбраэоааииесвязи в оторьм плюс р ру рис. 2-33. Мозпьула иозп 1, лпнсйна (рис. 2-33 а) Каплый атом йода, имея электронную структуру Кг'5Р' (например. зз, Рз, Р,-', Р:)* ПРСЛОЩЭПЩШ "а ЩЮЬ ОДИН Рис. 2-32. мзпт о с эь м лу ре юсктщш. Из трех атомных р,- ! . че и ескикэле зп м арбитыей обр!пуск« трн моле«упярныл! с«взывающая о, иесвязмвиющаз ок и разрыхлмошая о'.
Зпметим, что объемы перекрынаюшихся обламзв пеитрального атома с пищевыми оп«!иковы. В случае и„-молекулярной србитюи зщюкрытие электро«них сблэ«ов 1чо н 2-го «юмов !В«солит к увели'!спим энергии молекулы (сост«етствеш>о знакам волновых функ«ил, укаэанных на рзк. 2-33 а), а 2-го и 3-го к умсныпснию, причем на одиьакавую велачипу. Эю означжт, '\то обменный интеграл и изпмрал пере«Вьюн в молекуле равны нулю, и общзюванзм и« -арбююи ие нрююдит к изменению заир!ми, то есть орбипщь лелщтсн несвяэывмошей. Кюкдый игом йола дает но олиому элекзрпну на свюь, а чеппртмй щек~роя молекула приобретает, образуя оююзарядовый зюи.
Даа электрона занимают связывающую трехиснцхмую молекулярную прбитыв, осуществляя связь оюювремеинп трех атомов 1. Лва оставшихся электрона занимают несвязыеающую орби!аль, выбывэ», таким образом, из числа связующих щек!рено» Разрыхляющан «!опеку«арпа« орбитэль оста«сея зпзэполиенной. 135 ЧВСРВ ! 134 ~о:, р,р„ и е,с'-Ж, н и'"б: —.$ н мс о см б. ~ и н И) Рнс 2-33. Гхмга сбр,зомн! взнаасю й ( ), нсс язымюжсй (он) и Рюрмк. .ти мой ю ! мсажул р мя сроатаюй ерв юрекрыгн атсмимх србигслсй е ио- ! М) НР (б) (ат ы ! и Р нюгыюгнм Гмльыими теююми «ру юани, юлорол — мяю ьснмк. сто!львы) Аналоги зио л попс Нрз об)заз)апся т!»г ыояскуля)зиых орби!зля (о, и и о") нз ! аюмиой прбитюи жома водорола и паук 2р,-србнтвлей атомо фтора (риг. 2-33 б).
Из чюъйжх злсюроипв юаю НР солюс лва лымют я свнзузюшюи, находясь иа связывмощей орбнюян в поле всех трех плср молекулы Нуз . ))Русле два алек!рати, гяк же как в иоле !3, не !юзеиая знсргнн снсюмы, замы»пот несвязыввютцую србиталь, не учась'- вува в селян и мпгут рассматривал,сн аак «избыточные» злелтроны иона НГЧ . ай.б М е а! ° у, м14.2. М югвнсьггро ые мгнгю:улирвью орби!ели Мвагопснзровые молекулнрныс орбитаяи могут образовываться с номы»но «лесскчесюгх нсеяжа !Ргг перекрытии парыюслыю ор мюндовавиых Ч*„атомньж србнгюей.
Рассмотрим форнироввня!е мноюненгровмх аолекулярных орбнгалей ия примере срссгефпего органического лнклнчесюго углеаолоролв— бе!пола Гойи Нрсжю всего, отметим, что прозаическим» соедниенвнмн нвзыввютю првктпческн все «ослинсния углсрппв. Свею вазгавне атн соединения получала блвюларе тому, по в пргйюде они жз речмозс» е орюннзмвх юнкпвмх и растений, принимают участие в проыжсах нониедеятсльноспъ большое число орюннческнх соединений сбуююелено двумя особыми свойспннн юона углерода. Во-персис, мыюый атак углерода мажс сбрвзокы гъ рс омы нт и в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
