Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон - Основы неорганической химии (DJVU) (975556), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Охарактеризуйте каждый тип перекрывания как положительное, отрицательное нли нулевое. 3. Нарисуйте диапрамму энергетических уровней для взаимодействия двух атомов, каждый из которых имеет з-орбиталь. Покажите, как будут заполняться МО для двух атомов Н н двух атомов Не. Какие выводы об образовании связи можно сделать в каждом случае? 4. Атомы сближаются при образовании связи между ними.
Что определяет межъядерное расстояние? Почему ядра не сливаются? 5. Укажите определяющие характеристики молекулярных орбиталей о-, п. и б-типа. 6. Что означает термин «узел»? Что т" кое узловая плоскость? 7. Как определяется порядок связи для двухатомных молекул по теории МО? 8. Покажите при помощи диаграммы энергетических уровней, почему порядок связи в молекуле Сз равен 2 и почему в пей нет неспарениых электронов, ио имеется ннзкоэнергетнческое возбужденное состояние с двумя неспареннымн электронами.
9. Покажите, как можно получить электронную структуру молекулы МО иэ структуры для Оз. Объясните, почему в ионе 1»О+ связь прочнее, чем в самой молекуле ?(О. 10. Справедливо ли утверждение: набор орбиталей валентной оболочки (2з, 2р) для атома азота имеет более высокую энергию, чем такой же набор для атома С.
Объясните почему. ГЛАВА 3 И2 11. Напишите злекпронные конфигурации основных н валентиых сястояний атомов Ве, В, С н Х, в иоторых каждый из этих атомов может образовать максимальное число одинарных двухцеитровых двухэлектроиных связей. 12. Какие трн важнейших типа гибридных орбнталей могут образовать атомы, имеющие только з- и р-орбитали в валеитных оболочках? Опншите молекулярную геометрию, соответствующую каждому случаю. 13. Укажите геометрическую конфигурацию связей для каждого из следующих наборов гибридных орбнталей: г?зрз, зРзрз, з?зрз, Уточните, какие из з?- н р-орбнталей используются для каждой геометрической конфигурации. 14. Подробно объясните, используя приближения концепции МО и теорию резонанса, почему порядок Х вЂ” О-связей в ионе ?!О составляет 1'/з.
15. Почему использование гибридных орбиталей предпочтительнее, чем использование обычных атомных орбиталей при образовании связей? Проиллюстрнруйте ответ примерамн. 16. Что означает термин «электронсздефицитные молекулы»? 17. Почему свроенне молекулы ВзНз отличается от СзНз? Нарисуйте структуу, которую имеет молекула ВзНз, и опишите природу двух типов связей — Н в ней.
18. Используя модель локализованных пар электронов, предскажите структуры следующих ионов н молекул: ВеРь СНь ОРз, РС1,, 80з, С1Рз. ВгРь ВгРь ВЬРз, !С!з. 19. Предскажите строение пяти последних молекул, перечисленных в предыдущем вопросе, на основании модели трехцентровых связей. 20. Как и почему различаютси длины простых С вЂ” С-связей в молекулах НССС1!з, НзССНСНз и Се!!з? 21. Почему расстояние Кг ° Кг и мсжмолскуляриыс расстояния Вг Кг в твердом состоянии двух элементов практически совпадают? Какого расстояния Вг Вг в твердом СВг, можзиз ожидать в сравнении с указанными ранее? 1, Для серии двухатомиых молекул и ионов Оз, Оз, Оз и Озз определите иа основании диаграммы энергетических уровней МО, как будет меняться прочность связи н сколько неопаренных электронов будет присутствовать в каждом случае.
2. Эитальпни ионнзации Н н Р равны 1299 н 1679 кДж моль-' соответственно. Начертите диаграмму энергетических уровней молекулярных орбнталей для молекулы НР. Что можно сказать о полярности молекулы? УА Начертите качественно правильную диаграмму энергетических уровней для молекулы СОь Покажите, что оиа правильно указывает иа присутствие двойных связей. 4. Молекула оюна симметрична и имеет угловую форму. Нзчертите для нее диаграмму энергетических уровней молекулярных орбиталей н предскажите порядки связей Π— О.
6. Снова рассмотрите молекулу Оз, но в рамках приближения теории локализованных связей. Как сравнить это описание с полученными в рамках теории МО? 6. Нарисуйте канонические структуры (тина структур Кекуле), дающие основной вклад для молекулы нафталина. В этой молекуле имеется четыре типа неэквивалентных связей С вЂ” С. Что можно сказать относительно порядка каждой связи на основании картины, получаемой при помощи теории резонанса? Примите, что все канонические структуры с равным весом принимают участие в образовании резонансного гибрида. Нз ХИМИЧВСКАЯ СВЯЗЬ Глава В йзуководсцво к изучению Содержание и цель. В рамках книги данного типа в одной главе удается дать лишь сймое короткое представление о предмете.
Обсуждение приходится ограничить качественным рассмотрением без математического описания. Материал данной главы нужно принять как основу, которую в дальнейшем необходимо расширить, насколько зто будет возможно. В то же время овладение теорией связи и строения молекул не является самоцелью.
Это только важное средство для понимания действительных свойств и реакций химических соединений. Дополнительная литература 1. Ва11йаазеп С. 7., Пгау П. В., Мо!еси!аг ОгЬИа! ТЬеогу, Веп!аш!п, Меп1о Рагй, СаИ1., !964. 2. Сагйпей Е., Рош1ез О. Иг. А., Ча!енсу апб Мо!еси!аг 5!гис!иге, Згб еб., Ви!!егчгог!Ьз, 1.опйоп, 1966. 3. Согпрапгоп А., СЬеш!са! ВопгВпй, МсОгатг-НИ1, Нечг Уогй, 1964. 4 Коулсон Ч. Валеитность. — - Мл Мнр, 1965.
5. Регуизоп У. В., 5!егеосЬеш!з!гу апб Вопд!пй !п 1погйап!с СЬеш!з!гу, РгепйсеНаИ, 1974. 6. Гиллеспи Р. Геометрия молекул.— Мл Мнр, 1975. 7. Кагр1из М., Роггег А'. 51., А1огпз апб Мо!еси!ез: Ап 1п1гойисИоп 1ог 5!и. депре о1 РЬузюа! СЬеш!з!гу, Веп!аш1п, Меп!о Раг1г, СаИ1., 1970. 8, Маррел Дж., Кеггл С., Теддер Дж. Теоряя валентности. — Мл Мвр, 1968. 9, Пимепгел Г., Спратли Р.
Как квантовая механика объясняет химическую связь. — Мл Мир, 1973. !О, !заде К Е1ес!гоп Рекс!еп! Сошроипбз, ТЬогааз Не!зоп апб Зопз, Ь!д., Ьоп' боп, 1971, 11. йга51 А. С., Е!ес1гоп Оепзцу Марв, Зс!енсе, 151, 96! (1966). 12К Веселов М. Г. Элементарная квантовая теория атомов и молекул. й-е нзд.— Мл Фнзматгнз, 1962. 13е. Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Строение вещества. 3-е изд., перераб. н доп.— Мл Высшая школа, 1978. !4*. Грей Г. Электроны и химическая связь. — Мл Мир, 1967. ! 5*.
Орчин М., Джаффе Г. Разрыхляющие орбитали. — Мл Мир, 1969. 16*. Шусгороинч Е. М. Химическая связь — Мл Наука, 1973. 17* Шусторовнч Е, М. Химическая связь в координапионных соединениях.— Мл Знание, 1975. Ионные твердые тела 4Л. Введение Большинство, неорганических и даже некоторые органические твердые вещества можно рассматривать как трехмерные решетки, построенные из ионов. Эту ионную модель можно далее детально развить двумя основными способами.
Первый способ заключается в следующем. Предполагается, что энергию ионной решетки можно считать суммой следующих вкладов: 1) энергии кулоновского (электростатического) притяжения и отталкивания; 2) дополнительной энергии отталкивания, обусловленного перекрыванием электронных оболочек соседних ионов. 3) большого числа малых энергетических членов, главным образом вандерваальсовой энергии и нулевой колебательной энергии.
Необходимо отметить важный момент — в первом способе ковалентное связывание в явном виде не учитывается. Конечно, в любом случае этот подход представляет собой слишком большое упрощение, но хорошо известно, что описание многих веществ в рамках чисто ионной модели позволяет с высокой точностью оценивать энтальпии образования соединений. Вероятно, имеет место примерная компенсация, т. е. недооценка энергии ковалентного связывания, которое в действительности существует (но в данном случае не учитывается), сочетается с примерно равной по величине переоценкой кулоновской энергии. Поэтому до тех пор, пока степень ковалентности мала, возникающие ошибки в оценках этих форм энергии с приемлемой точностью исключают одна другую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
