 |
Пространственное расположение атомов в молекулах.
|
|
|
|
| Тип гибридизации | Геометрическая форма | Угол между связями |
| sp | линейная | 180o |
| sp2 | треугольная | 120o |
| sp3 | тетраэдрическая | 109,5o |
| sp3d | тригонально-бипирамидальная | 90o; 120o |
| sp3d2 | октаэдрическая | 90o |
Это все, что я нашла по 33 вопросу. Извиняйте.
Вопрос 34. Описание молекул методом молекулярных орбиталей (ММО). Связывающие, разрыхляющие или не связывающие МО, их энергия и форма. Энергетические диаграммы МО. Заполнение МО электронами в молекулах.
Теория молекулярных орбиталей (МО) дает представление о распределении электронной плотности и объясняет свойства молекул
Метод основан на следующих положениях:
1. При сближении атомов до расстояний химических связей из атомных орбиталей (АО) образуются молекулярные.
2. Число полученных молекулярных орбиталей равно числу исходных атомных.
3. Перекрываются атомные орбитали, близкие по энергии. В результате перекрывания двух атомных орбиталей образуются две молекулярные. Одна из них имеет меньшую энергию по сравнению с исходными атомными и называется связывающей, а вторая молекулярная орбиталь обладает большей энергией, чем исходные атомные орбитали, и называется разрыхляющей.
4. При перекрывании атомных орбиталей возможно образование и сигма -связи (перекрывание по оси химической связи), и пи -связи (перекрывание по обе стороны от оси химической связи).
5. Молекулярная орбиталь, не участвующая в образовании химической связи, носит название несвязывающей. Ее энергия равна энергии исходной АО.
6. На одной молекулярной орбитали (как, впрочем, и атомной) возможно нахождение не более двух электронов.
7. Электроны занимают молекулярную орбиталь с наименьшей энергией (принцип наименьшей энергии).
|
|
|
8. Заполнение вырожденных (с одинаковой энергией) орбиталей происходит последовательно по одному электрону на каждую из них.
Молекулярная орбиталь, энергия которой меньше энергии атомной орбитали изолированного атома, называется связывающей, а находящиеся на ней электроны—связывающими электронами.
Молекулярная орбиталь, энергия которой больше энергии атомной орбитали, называется антисвязывающей или разрыхляющей, а находящиеся на ней электроны — разрыхляющими электронами.
Далее мысленно перекроем две атомные орбитали, образовав две молекулярные, одна из которых (связывающая) обладает меньшей энергией (расположена ниже), а вторая (разрыхляющая) – большей энергией (расположена выше)
Если у соединяющихся атомов водорода спины электронов антипараллельны, то они займут связывающую МО, возникает химическая связь (рис. 12), сопровождающаяся выделением энергии E1 (435 кДж/моль). Если же спины электронов атомов водорода параллельны, то они в соответствии с принципом Паули не могут разместиться на одной молекулярной орбитали: один из них разместится на связывающей, а другой на разрыхляющей орбитали, значит химическая связь образоваться не может.
Согласно методу МО образование молекул возможно, если число электронов на связывающих орбиталях больше числа электронов на разрыхляющих орбиталях. Если же число электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях одинаково, то такие молекулы образоваться не могут. Так, теория не допускает существования молекулы Нe2, так как в ней два электрона находились бы на связывающей орбитали и два — на разрыхляющей. Всегда разрыхляющий электрон сводит на нет действие связывающего электрона.
С помощью энергетических диаграмм определяются энергии связывающих и разрыхляющих молекулярных орбиталей. Если переход двух электронов на связывающую молекулярную орбиталь способен компенсировать ее потери при переходе двух других электронов на разрыхляющую молекулярную орбиталь, то такая частица может существовать, а противном случае существование частицы невозможно.
|
|
|
Полученные МО заполняются электронами по правилам:
1. МО заполняются электронами в порядке возрастания их энергии.
2. На каждой МО может находиться не более двух электронов с антипараллельными спинами (принцип Паули).
3. МО с одинаковыми энергиями вначале последовательно заполняются электронами с параллельными спинами, оставшиеся электроны располагают на этих же МО с противоположным спином (правило Гунда).
Вопрос 35. Межмолекулярные взаимодействия и их природа. Энергия межмолекулярного взаимодействия. Ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие.
Межмолекулярное взаимодействие — взаимодействие между электрически нейтральными молекулами или атомами, не приводящее к разрыву или образованию новых химических связей. Силы межмолекулярного взаимодействия впервые принял во внимание Я. Д. Ван-дер-Ваальс (1873) для объяснения свойств реальных газов и жидкостей.
Природа межмолекулярного взаимодействия
Межмолекулярное взаимодействие имеет электрическую природу и складывается из сил притяжения (ориентационных, индукционных и дисперсионных) и сил отталкивания.
Энергия межмолекулярного взаимодействия:
1) Энергия Кеезома- энергия притяжения двух диполей
Притяжение диполь-диполь может осуществляться только тогда, когда энергия притяжения превышает тепловую энергию молекул; обычно это имеет место в твердых и жидких веществах. Диполь-дипольное взаимодействие проявляется в полярных жидкостях
2) Энергия Дебая - энергия притяжения между постоянным и наведенным диполем
Притяжение постоянного и наведенного диполей обычно очень слабое, поскольку поляризуемость молекул большинства веществ невелика. Оно действует только на очень малых расстояниях между диполями. Этот вид взаимодействия проявляется главным образом в растворах полярных соединений в неполярных растворителях.
|
|
|
3) Энергия Лондона —взаимдействия между неполярными молекулами
Лондоновские силы притяжения между неполярными частицами (атомами, молекулами) являются весьма короткодействующими. Значения энергии такого притяжения зависят размеров частиц и числа электронов в наведенных диполях. Эти связи очень слабые - самые слабые из всех межмолекулярных взаимодействий. Однако они являются наиболее универсальными, так как возникают между любыми молекулами.
Ориентационные силы действуют между полярными молекулами, то есть обладающими дипольными электрическими моментами. Сила притяжения между двумя полярными молекулами максимальна в том случае, когда их дипольные моменты располагаются вдоль одной линии. Эта сила возникает благодаря тому, что расстояния между разноимёнными зарядами немного меньше, чем между одноимёнными. В результате притяжение диполей превосходит их отталкивание. Взаимодействие диполей зависит от их взаимной ориентации, и поэтому силы дипольного взаимодействия называются ориентационными. Хаотическое тепловое движение непрерывно меняет ориентацию полярных молекул, но, как показывает расчёт, среднее по всевозможным ориентациям значение силы имеет определённую величину, не равную нулю.
|
|
|
