Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Определение формы молекул по Гиллеспи Р., Харгиттаи И

Читайте также:
  1. C) Определение соответствующего срока
  2. D) взаимодействием между молекулами на расстоянии
  3. I. Определение плотности цилиндра
  4. I. Определение рода у несклоняемых имен существительных
  5. I. Самоопределение к деятельности
  6. I.Формы государственного управления
  7. II этап. Определение общих затрат на весь планируемый объем выпуска продукции.
  8. III этап. Определение предельного объема привлечения заемных средств.
  9. III, Самоопределение к деятельности
  10. III. Самоопределение к деятельности
  11. III. Самоопределение к деятельности
  12. III. Самоопределение к деятельности



Теория гибридизации

До сих пор школьников и студентов заставляют учить «правила гибридизации» и строить структуры молекул на основании «формы гибридных орбиталей». Однако следует помнить, что понятие «гибридизация» Лайнус Полинг ввел в практику преподавания как модельное представление для объяснения симметричной структуры связей атома углерода. Для объяснения геометрии соединений с кратными связями и относительной длины таких связей у углерода сам Л.Полинг пользовался системой тетраэдров и шаростержневыми моделями [[16]]:

 

 

Об относительности любых моделей при описании химической связи подробно и наглядно сказано в статье А.В.Шевелькова [[17]]. Например, про «гибридизацию» полезно помнить, что:

- Только у атомов элементов 2-го периода смешивание орбиталей реально.

- Реальная гибридизация как механизм, а не как модель, может проявляться только у элементов 2-го периода.

- Гибридизация с помощью математических операций помогает представить ковалентные связи направленными.

 

 

Одной из наиболее наглядных и удобных для преподавания является модель строения молекул, развитая Роналдом Гиллеспи и Иштваном Харгиттаи [[18]].

В 1940 г. Невил Сиджвик и Пауэлл предложили модель отталкивания электронных пар, которая впоследствии была развита Гиллеспи. Основные идеи этого подхода, приложимого только к соединениям непереходных элементов, сводятся к следующему:

1. Конфигурация связей, образуемых многовалентным атомом, обусловлена числом электронных пар его валентной оболочки, существующих как на связывающих, так и на несвязывающих МО.

2. Ориентация облаков плотности электронных пар, описываемых валентными орбиталями, определяется их максимальным взаимным отталкиванием.

Решение задачи о размещении максимально удаленных друг от друга точек, символизирующих центры тяжести облаков электронных пар, при числе точек от 2 до 12 приводит к возможным конфигурациям связей, перечисленным в таблице. Соответственно, легко представить геометрию молекул, имеющих такое расположение электронных пар.

Конфигурация связей центрального атома А в зависимости от числа

электронных пар q на его валентных орбиталях

  q Конфигурация q Конфигурация
  Линейная или уголковая Квадратная антипризма
  Равносторонний треугольник Треугольная призма с тремя дополнительными вершинами
Тетраэдр Квадратная антипризма с двумя дополнительными вершинами  
  Тригональная бипирамида, квадратная пирамида Икосаэдр без одной вершины
  Октаэдр Икосаэдр
  Октаэдр с дополнительной вершиной    
                 

Существуют простые правила, делающие модель Гиллеспи весьма эффективной:



а) Неподеленная электронная пара занимает больший объем, чем связывающая пара ординарной связи.

б) Сила отталкивания электронных пар в данной валентной оболочке понижается в следующем порядке: Е-Е, Е-Х, Х-Х (Е - неподеленная электронная пара, Х- связывающая электронная пара).

в) Объем связывающей электронной пары уменьшается с увеличением электроотрицательности лиганда.

г) Электронные пары двойной или тройной связей занимают больший объем, чем электронная пара ординарной связи.

 

Модель отталкивания электронных пар дает приближенный качественный метод предсказания структуры молекул.

 

Пример: определить форму молекулы Н2О

Сначала определяем число электронов вокруг центрального атома. У кислорода 6 своих электронов, еще 2 предоставляют ему 2 атома водорода. Всего вокруг кислорода 8 электронов или 4 электронные пары. Эти пары расположены в пространстве максимально симметрично – считаем, что все они одновременно притягиваются к общему центру (кислород) и взаимно отталкиваются. Фигура, которую могут по таким законам образовать 4 шара – тетраэдр. На двух вершинах этого тетраэдра находятся ядра водорода, и между этими двумя вершинами угол может отличаться от тетраэдрического. Вывод: форма молекулы Н2О угловая, атомы водорода на концах угла.

Пример: определить форму молекулы SF4

Сначала определяем число электронов вокруг центрального атома. У серы 6 своих электронов, на образование связей с 4 атомами фтора фтор “предоставляет” еще 4 электрона для получения электронных пар. Всего вокруг центрального атома серы 10 электронов или 5 пар. Максимально симметричная фигура – тригональная бипирамида (два тетраэдра с общей гранью). Фторы располагаются у двух вершин центрального треугольнаки и на противостоящих вершинах “состыкованных” пирамид. Форма молекулы SF4 – “качели”, “ручной пулемет на ножках” или дисфеноид.

 

 

Литература для более глубокого изучения:

1. Заградник Р., Полак Р. Основы квантовой химии. Пер с чешс. – М.: Мир, 1979. – 504 с.

2. Хабердитцл В. Строение материи и химическая связь. Пер. с нем. – М.: Мир, 1974. – 296 с.

3. Гиллеспи Р., Харгиттаи И. Модель отталкивания электронных пар валентной оболочки и строение молекул: Пер. с. англ. – М.: Мир, 1992. – 296 с.

 

 





Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 86; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.156.47.142
Генерация страницы за: 0.007 сек.