Количество пи связей в соединении. Ковалентные связи. Пи- и сигма- связи. Договорные связи и гегемонические связи

Пи-связи, возникают при перекрывании p-атомных орбиталей по обе стороны от линии соединения атомов. Считается, что пи-связь реализуется в кратных связях - двойная связь состоит из одной сигма- и одной пи-связи, тройная - из одной сигма- и двух ортогональных пи-связей.

Концепцию сигма- и пи-связей разработал Лайнус Полинг в 30-х годах прошлого века . Один s- и три p- валентных электрона атома углерода подвергаются гибридизации и становятся четырьмя равноценными sp 3 гибридизированными электронами, посредством которых образуются четыре равноценные химические связи в молекуле метана . Все связи в молекуле метана равноудалены друг от друга, образуя конфигурацию тетраэдра.

В случае образования двойной связи, сигма-связи образованы sp 2 гибридизированными орбиталями. Общее количество таких связей у атома углерода три и они расположены в одной плоскости. Угол между связями 120 °. Пи-связь располагается перпендикулярно указанной плоскости (рис.1).

В случае образования тройной связи, сигма-связи образованы sp-гибридизрованными орбиталями. Общее количество таких связей у атома углерода две и они находятся под углом 180° друг к другу. Две пи-связи тройной связи взаимно перпендикулярны (рис.2).

В случае образования ароматической системы, например, бензола C 6 H 6 , каждый из шести атомов углерода находится в состоянии sp 2 - гибридизации и образует три сигма-связи с валентными углами 120 °. Четвёртый p-электрон каждого атома углерода ориентируется перпендикулярно к плоскости бензольного кольца (рис.3.). В целом возникает единая связь, распространяющаяся на все атомы углерода бензольного кольц. Образуются две области пи-связей большой электронной плотности по обе стороны от плоскости сигма-связей. При такой связи все атомы углерода в молекуле бензола становятся равноценными и, следовательно, подобная система более устойчива, чем система с тремя локализованными двойными связями. Нелокализованная пи-связь в молекуле бензола обусловливает повышение порядка связи между атомами углерода и уменьшение межъядерного расстояния, то есть длина химической связи d cc в молекуле бензола составляет 1,39 Å, тогда как d C-C = 1,543 Å, а d C=C = 1,353 Å.

Концепция Л.Полинга сигма- и пи-связей вошла составной частью в теорию валентных связей . В настоящее время разработаны анимированные изображения гибридизации атомных орбиталей.

Однако сам Л.Полинг не был удовлетворён описанием сигма- и пи-связей. На симпозиуме по теоретической органической химии, посвящённой памяти Ф. А. Кекуле (Лондон, сентябрь 1958 г.) он отказался от σ, π-описания, предложил и обосновал теорию изогнутой химической связи . Новая теория чётко учитывала физический смысл ковалентной химической связи, а именно кулоновскую электронную корреляцию .

Примечания

См. также

Химическая связь
	Ковалентная связь σ-связь · π-связь · δ-связь Двойная связь · Тройная связь · Четвертная связь · Пятерная связь · Шестерная связь 3c-2e · 3c-4e · 4c-2e Agostic связь · Bent связь · Донорно-акцепторная связь · Взаимо-обратная связь Конъюгация · Гиперконъюгация · Ароматичность · Hapticity · Антисвязывание Ионная связь π-Катионное взаимодействие · Солевой мостик Металлическая связь Металлическая ароматичность
Межмолекулярное взаимодействие

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Пи-связь" в других словарях:

Связь в технике передача информации (сигналов) на расстояние. Содержание 1 История 2 Типы связи 3 Сигнал … Википедия

СВЯЗЬ, связи, о связи, в связи и (с кем чем нибудь быть) в связи, жен. 1. То, что связывает, соединяет что нибудь с чем нибудь; отношение, создающее что нибудь общее между чем нибудь, взаимную зависимость, обусловленность. «…Связь науки и… … Толковый словарь Ушакова

- (кор. 조선민주주의인민공화국의 통신) это все службы связи, работающие на территории КНДР. Из за проведения изоляционистской политики в КНДР, её граждане не могут пользоваться Интернетом. Содержание 1 Телефонная связь 1.1 … Википедия

И, предл. о связи, в связи и в связи; ж. 1. Отношение взаимной зависимости, обусловленности. Прямая, косвенная, логическая, органическая, причинная с. С. фактов, явлений, событий. С. между промышленностью и сельским хозяйством. С. науки и… … Энциклопедический словарь

Связь отношение общности, соединения или согласованности. Связь возможность передачи информации на расстоянии (в том числе: радиорелейная связь, сотовая связь, спутниковая связь и другие виды). Химическая связь соединение атомов … Википедия

Связь (фильм, 1996) У этого термина существуют и другие значения, см. Связь (фильм). Связь Bound … Википедия

Сцепление, соединительное звено. Сцепление мыслей, понятий ассоциация идей. См. союз.. влиятельная связь... Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. связь логичность, связность,… … Словарь синонимов

Сущ., ж., употр. часто Морфология: (нет) чего? связи, чему? связи, (вижу) что? связь, чем? связью, о чём? о связи; мн. что? связи, (нет) чего? связей, чему? связям, (вижу) что? связи, чем? связями, о чём? о связях 1. Связью называют отношения… … Толковый словарь Дмитриева

Связь, передача и приём информации с помощью различных средств; отрасль народного хозяйства, обеспечивающая передачу информации. С. играет важную роль в производственно хозяйственной деятельности общества и управлении государством, вооружёнными… … Большая советская энциклопедия

СВЯЗЬ, в философии взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и во времени. Связи классифицируют по объектам познания, по формам детерминизма (однозначные, вероятностные и корреляционные), по их силе (жесткие и… … Энциклопедический словарь

Межрегиональный коммерческий банк развития связи и информатики Тип Открытое акционерное общество Лицензия Генеральная № 1470 … Википедия

Книги

• Связь планет, времён и поколений , Михайлова Любовь Васильевна , Связь планет, времён и поколений постоянно волнует человечество. Я чувствую неразрывную связь с космосом и пытаюсь разгадать хотя бы некоторые тайны Вселенной. Любовь земная и неземная… Категория: Современная отечественная поэзия Издатель:

14. Основные характеристики ковалентной связи. Длина и энергия связи. Насыщаемость и направленность. Кратность связи. Сигма - и пи- связи.

- Химическая связь, осуществляемая общими электронными, парами называется атомной или ковалентной. Каждая ковалентная химическая связь имеет определенные качественные или количественные характеристики. К ним относятся:

Длина связи

Энергия связи

Насыщаемость

Направленность связи

Полярность связи

Кратность связи

- Длина связи – расстояние между ядрами связанных атомов. Она зависит от размеров атомов и от степени перекрывания их электронных оболочек. Длина связи определяется порядком связи: чем выше порядок связи, тем меньше ее длина.

Энергия связи – это энергия, которая выделяется при образовании молекулы из одиночных атомов. Она выражается обычно в Дж/моль (или кал/моль). Энергия связи определяется порядком связи: чем больше порядок связи, тем больше ее энергия. Энергия связи является мерой её прочности. Её величина определяется работой, необходимой для разрушения связи, или выигрышем в энергии при образовании вещества из отдельных атомов. Более устойчива та система, которая содержит меньше энергии. Для двухатомных молекул энергия связей равна энергии диссоциации, взятой с обратным знаком. Если в молекуле соединяются более 2-х различных атомов, то средняя энергия связи не совпадает с величиной энергии диссоциации молекулы. Энергии связей в молекулах, состоящих из одинаковых атомов, уменьшаются по группам сверху вниз. По периоду энергии связей растут.

- Насыщаемость – показывает, сколько связей может образовывать данный атом с другими за счет общих электронных пар. Она равна числу общих электронных пар, которыми данный атом соединен с другими. Насыщаемость ковалентной связи – это способность атома участвовать в образовании ограниченного числа ковалентных связей.

Направленность – это определенное взаимное расположение связывающих электронных облаков. Она приводит к определенному расположению в пространстве ядер химически связанных атомов. Пространственная направленность ковалентной связи характеризуется углами между образуемыми связями, которые носят название валентных углов.

- Кратность связи. Определяется количеством электронных пар, участвующих в связи между атомами. Если связь образуется более чем одной парой электронов, то она называется кратной. С увеличением кратности связи увеличивается энергия и уменьшается длина связи. В молекулах с кратной связью отсутствует вращение вокруг оси.

- Сигма - и пи-связи . Химическая связь обусловлена перекрыванием электронных облаков. Если это перекрывание происходит вдоль линии, соединяющей ядра атомов, то такая связь называется сигма-связью. Она может быть образована за счет s-s электронов, p-p электронов, s-p электронов. Химическая связь, осуществляемая одной электронной парой, называется одинарной. Одинарные связи – это всегда сигма-связи. Орбитали типа s образуют только сигма-связи. Но известно большое количество соединений, в которых есть двойные и даже тройные связи. Одна из них – сигма-связь, а другие называются пи-связями. При образовании таких связей перекрывание электронных облаков возникает в двух областях пространства, симметричных межъядерной оси.

15. Гибридизация атомных орбиталей на примере молекул: метана, хлорида алюминия, хлорида бериллия. Валентный угол и геометрия молекулы. Метод молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). Энергетические диаграммы гомо- и гетеро-ядерных молекул (N 2, Cl 2, NH 3, Be 2).

- Гибридизация. Новый набор смешанных орбиталей носит название гибридных орбиталей, а сам прием смешивания называется гибридизацией атомных орбиталей.

Смешение одной s- и одной p-орбитали, как в BeCl2, называется sp-гибридизацией. В принципе, возможна гибридизация s-орбитали не только с одной, но и с двумя, тремя или нецелым числом p-орбиталей, так же, как и гибридизация с участием d-орбиталей.

Рассмотрим линейную молекулу BeCl2. Атом бериллия в валентном состоянии способен к образованию двух связей за счет одного s- и одного p-электрона. Очевидно, что при этом должны получиться две разные по длине связи с атомами хлора, так как радиальное распределение этих электронов различно. Реальная же молекула BeCl2 симметрична и линейна, в ней две связи Ве-Сl совершенно одинаковы. Это значит, что они обеспечиваются одинаковыми по своему состоянию электронами, т.е. здесь атом бериллия в валентном состоянии имеет уже не один s- и один p-электрон, а два электрона, находящихся на орбиталях, образованных «смешением» s- и p-атомных орбиталей. Молекула метана будет иметь sp3-гибридизацию, а молекула хлорида алюминия – sp2-гибридизацию.

Условия устойчивости гибридизации:

1) По сравнению с исходными орбитальными атомами, гибридные орбитали должны более плотно перекрываться.

2) В гибридизации принимают участие атомные орбитали, близкие по уровню энергии, следовательно, устойчивые гибридные орбитали должны образовываться в левой части периодической системы.

Гибридизация	Форма молекулы	Валентный угол
	Линейная
	Треугольник
	Тетраэдр

- Валентный угол и геометрия молекулы. В каждом случае гибридные орбитали имеют определенную направленность, что способствует образованию молекул с определенными углами между связями, валентными углами. Каждому типу гибридизации соответствует определенный валентный угол и определенная форма молекулы:

- МО ЛКАО . Молекулярные орбитали можно рассматривать как линейную комбинацию атомных орбиталей. Молекулярные орбитали должны иметь определенную симметрию. При заполнении электронами атомных орбиталей необходимо учитывать правила:

1. Если атомная орбиталь – некоторая функция, являющаяся решением Уравнения Шредингера и описывающая состояние электрона в атоме, метод МО так же является решением уравнения Шредингера, но для электрона в молекуле.

2. Молекулярная орбиталь находится в результате сложения или вычитания атомных орбиталей.

3. Молекулярные орбитали и их число равны сумме атомных орбиталей реагирующих атомов.

Если решение для молекулярных орбиталей получено в результате сложения функций атомных орбиталей, то энергия молекулярных орбиталей будет ниже, чем энергия исходных атомных орбиталей. И такая орбиталь называется связывающей орбиталью.

В случае вычитания функций молекулярная орбиталь имеет большую энергию, и она называется разрыхляющей .

Имеются сигма- и пи-орбитали. Они заполняются согласно правилу Хунда.

Число связей (порядок связи) равно разности между общим числом электронов, находящихся на связывающей орбитали, и числом электронов, находящихся на разрыхляющей орбитали, деленной на 2.

В методе МО применяются энергетические диаграммы:

16. Поляризация связи. Дипольный момент связи. Характеристики взаимодействующих атомов: потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Степень ионности связи.

- Дипольный момент - физическая величина, характеризующая электрические свойства системы заряженных частиц. В случае диполя (две частицы с разноимёнными зарядами) электрический дипольный момент равен произведению положительного заряда диполя на расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному. Дипольный момент химической связи обусловлен смещением электронного облака в сторону одного из атомов. Связь называется полярной, если соответствующий дипольный момент существенно отличается от нуля. Возможны случаи, когда отдельные связи в молекуле полярны, а суммарный дипольный момент молекулы равен нулю; такие молекулы называются неполярными (напр., молекулы СО 2 и CCl 4). Если же дипольный момент молекулы отличен от нуля, молекула называется полярной. Например, молекула Н 2 О. Порядок величины дипольного момента молекулы определяется произведением заряда электрона (1,6.10 -19 Кл) на длину химической связи (порядка 10 -10 м).

Химическая природа элемента обуславливается способностью его атома терять и приобретать электроны. Эта способность может быть количественно оценена энергией ионизации атома и его сродством к электрону.

- Энергией ионизации атома называется количество энергии, необходимое для отрыва электрона от невозбужденного атома. Она выражается в килоджоулях на моль. Для многоэлектронных атомов энергии ионизации Е1, Е2, Е3, …, Еn соответствуют отрыву первого, второго и т.д. электронов. При этом всегда E1

- Сродство атома к электрону – энергетический эффект присоединения электрона к нейтральному атому с превращением его в отрицательный ион. Сродство атома к электрону выражают в кДж/моль. Сродство к электрону численно равно, но противоположно по знаку энергии ионизации отрицательно заряженного иона и зависит от электронной конфигурации атома. Наибольшим сродством к электрону обладают p-элементы 7 группы. Сродства к электрону не проявляют атомы с конфигурацией s2 (Be, Mg, Ca) и s2p6(Ne, Ar, Kr) или наполовину заполненные p-подслоем (N, P, As).

- Электроотрицательность - усредненная характеристика способности атома, находящегося в соединении, притягивать электрон. При этом пренебрегают разницей в состояниях атомов в различных соединениях. В отличие от потенциала ионизации и сродства к электрону, ЭО – не строго определенная физическая величина, а полезная условная характеристика. Наиболее электроотрицательный элемент – фтор. ЭО зависит от энергии ионизации и сродства к электрону. Согласно одному из определений ЭО атома может быть выражена как полусумма его энергии ионизации и сродства к электрону. Элементу нельзя приписать постоянную ЭО. Она зависит от многих факторов, в частности от валентного состояния элемента, типа соединения, в которое он входит, и пр.

17. Поляризационная способность и поляризующее действие. Объяснение некоторых физических свойств веществ с точки зрения этой теории.

- Теория поляризации рассматривает все вещества чисто ионные. В отсутствие внешнего поля все ионы имеют сферическую форму. При сближении ионов поле катиона влияет на поле аниона, и они деформируются. Поляризация ионов – смещение внешнего электронного облака ионов относительно их ядра.

Поляризация состоит из двух процессов:

поляризуемость иона

поляризующее действие на другой ион

Поляризуемость иона – мера способности электронного облака иона к деформации под влиянием внешнего электрического поля.

Закономерности поляризуемости ионов:

Анионы поляризуются сильнее, чем катионы. Избыточная электронная плотность приводит к большой диффузности, рыхлости электронного облака.

Поляризуемость изоэлектронных ионов увеличивается с уменьшением положительных увеличением отрицательных зарядов. Изоэлектронные ионы имеют одинаковую конфигурацию.

У многозарядных катионов заряд ядра намного превышает число электронов. Это уплотняет электронную оболочку, она стабилизируется, поэтому такие ионы подвержены деформации в меньшей степени. Поляризуемость катионов уменьшается при переходе от ионов с внешней электронной оболочкой, заполненной 18 электронами, к незаполненной, и далее к ионам благородного газа. Это связано с тем, что для электронов одного периода d-электронная оболочка более диффузна по сравнению с s- и p-электронными оболочками, т.к. d-электроны проводят больше времени у ядра. Поэтому d-электроны сильнее взаимодействуют с окружающими анионами.

Поляризуемость ионов – аналогов возрастает с увеличением числа электронных слоев. Труднее всего поляризуемость происходит у малых по размеру и многозарядных катионов, с электронной оболочкой благородных газов. Такие катионы называют жесткими. Легче всего поляризуются объемные многозарядные анионы и малозарядные объемные катионы. Это мягкие ионы.

- Поляризующее действие . Зависит от зарядов, размеров и строения внешнего электронного слоя.

1. Поляризующее действие катиона увеличивается с увеличением его заряда и уменьшением радиуса. Максимальное поляризующее действие характерно ля Катонов с малыми радиусами и большими зарядами, поэтому они образуют соединения ковалентного типа. Чем больше заряд, тем больше поляризующая связь.

2. Поляризующее действие катионов увеличивается при переходе о ионов с s-электронным облаком к неполному и к 18-электронному. Чем больше поляризующее действие катиона, тем больший вклад ковалентной связи.

- Применение теории поляризации для объяснения физических свойств :

Чем больше поляризуемость аниона (поляризующее действие катиона), тем более вероятно, что он образует ковалентную связь. Поэтому температура кипения и плавления у соединений с ковалентной связью будет меньше, чем у соединений ионной связью. Чем больше ионность связи, тем выше температура плавления и кипения.

Деформация электронной оболочки оказывает влияние на возможность отражать или поглощать световые волны. Отсюда с позиции теории поляризации можно объяснить окраску соединений: белое – все отражает; черное – поглощает; прозрачное – пропускает. Это связано: если оболочка деформирована, то квантовые уровни электронов сближаются, уменьшая энергетический барьер, поэтому для возбуждения требуется малая энергия. Т.к. поглощение связано с возбуждением электронов, т.е. с переходом их на высоколежащие уровни, то при наличии высокой поляризации уже видимый свет может возбуждать внешние электроны и вещество окажется окрашенным. Чем выше заряд аниона, тем меньше интенсивность окраски. Поляризующее действие оказывает влияние на реакционную способность соединений, поэтому для многих соединений соли кослород-содержащих кислот более устойчивы, чем сами соли. Самое большое поляризующее действие у d-элементов. Чем больше заряд, тем больше поляризующее действие.

18. Ионная связь как предельный случай ковалентной полярной связи. Свойства веществ с различным типом связи.

Природу ионной связи можно объяснить электростатическим взаимодействием ионов. Способность элементов образовывать простые ионы обусловлено структурой их атомов. Катионы легче всего образуют элементы с малой энергией ионизации, щелочные и щелочноземельные металлы. Анионы легче всего образуются p-элементами 7 группы, вследствие их высокого сродства к электрону.

Электрические заряды ионов обуславливают их притяжение и отталкивание. Ионы можно представить как заряженные шары, силовые поля которых равномерно распределяются во всех направлениях в пространстве. Поэтому каждый ион может притягивать к себе ионы противоположного знака в любом направлении. Ионная связь, в отличие от ковалентной, характеризуется ненаправленностью.

Взаимодействие друг с другом ионов противоположного знака не может привести к полной взаимной компенсации их силовых полей. В силу этого, они сохраняют способность притягивать ионы и по другим направлениям. Следовательно, в отличие от ковалентной, ионная связь характеризуется ненасыщаемостью.

19.Металлическая связь. Сходство и различие с ионной и ковалентной связями

Металлическая связь – такая связь, в которой электроны каждого отдельного атома принадлежат всем атомам, находящемся в контакте. Разность энергии «молекулярных» орбиталей в такой связи мала, поэтому электроны легко могут переходить с одной «молекулярной» орбитали на другую и, следовательно, двигаться в объёме металла.

Металлы отличаются от других веществ высокой электрической проводимостью и теплопроводностью. В обычных условиях являются кристаллическими веществами (за исключением ртути) с высокими координационными числами атомов. В металле число электронов значительно меньше числа орбиталей, поэтому электроны могут переходить из одной орбитали в другую. Атомы металлов характеризуются высокой энергией ионизации – валентные электроны слабо удерживаются в атоме, т.е. легко перемещаются в кристалле. Возможность перемещения электронов по кристаллу определяет электрическую проводимость металлов.

Таким образом, в отличие от ковалентных и ионных соединений, в металлах большое число электронов одновременно связывают большое число атомных ядер, а сами электроны могут перемещаться в металле. Иначе говоря, в металлах имеет место сильно делокализованная химическая связь. Металлическая связь имеет определенное сходство с ковалентной, поскольку основана на обобществлении валентных электронов. Однако в образовании ковалентной связи участвуют валентные электроны только двух взаимодействующих атомов, в то время как при образовании металлической связи в обобществлении электронов принимают участие все атомы. Именно поэтому металлическая связь не обладает пространственной направленностью и насыщаемостью, что во многом определяет специфические свойства металлов. Энергия металлической связи в 3-4 раза меньше значений энергии ковалентной связи.

20. Водородная связь. Межмолекулярная и внутримолекулярная. Механизм образования. Особенности физических свойств веществ с водородной связью. Примеры.

- Водородная связь является особым видом химической связи. Она характерна для соединений водорода с наиболее электроотрицательными элементами(фтор, кислород, азот и в меньшей степени хлор и сера).

Водородная связь очень распространена и играет важную роль при ассоциации молекул, в процессах кристаллизации, растворения, образования кристаллогидратов и др. Например, в твердом, жидком и даже в газообразном состоянии молекулы фторида водорода соединены в зигзагообразной цепочке, что обусловлено именно водородной связью.

Особенность его в том, что атом водорода, входящий в состав одной молекулы, образует вторую, более слабую связь с атомом в другой молекуле, в результате чего обе молекулы объединяются в комплекс. Характерной чертой такого комплекса является так называемый водородный мостик – А – Н...В– . Расстояние между атомами в мостике больше, чем между атомами в молекуле. Первоначально водородная связь трактовалась как электростатическое взаимодействие. В настоящее время пришли к выводу, что большую роль в водородной связи играет донорно-акцепторное взаимодействие. Водородная связь образуется не только между молекулами различных веществ, но и в молекулах одного и того же вещества H2O, HF, NH3 и др. Это объясняет и отличие свойств этих веществ по сравнению с родственными соединениями. Известна водородная связь внутри молекул, особенно в органических соединениях. Образованию ее способствует наличие в молекуле акцепторной группы А-Н и донорной группы В-R. В молекуле А-Н в качестве А выступает наиболее электроотрицательный элемент. Образование водородной связи в полимерах, например, в пептидах, приводит к спиральной структуре. Подобные структуры имеет и ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – хранитель кода наследственности. Водородные связи не прочные. Они легко возникают и разрываются при обычной температуре, что весьма важно в биологических процессах. Известно, что соединения водорода с сильно электроотрицательными неметаллами имеют аномально высокие температуры кипения.

Межмолекулярное взаимодействие. Силы притяжения между насыщенными атомами и молекулами крайне слабы по сравнению с ионными и ковалентными связями. Вещества, в которых молекулы удерживаются крайне слабыми силами, чаще являются газами при температуре 20 градусов, и во многих случаях их точки кипения очень низки. Существование таких слабых сил было обнаружено Ван-дер-Ваальсом. Существование таких сил в системе можно объяснить:

1. Наличие у молекулы постоянного диполя. В этом случае в результате простого электростатического притяжения диполей возникают слабые силы взаимодействия – диполь-дипольные(H2O, HCl, CO)

2. Дипольный момент очень мал, но при взаимодействии с водой может образовываться индуцированный диполь, который возникает в результате полимеризации молекул диполями окружающих молекул. Это эффект может накладываться на диполь-дипольное взаимодействие и увеличивать притяжение.

3. Дисперсионные силы. Эти силы действуют между любыми атомами и молекулами независимо от их строения. Это понятие ввел Лондон. Для симметричных атомов единственно действующие силы – это Лондонские силы.

21. Агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное. Кристаллическое и аморфное состояния. Кристаллические решетки.

- В обычных условиях атомы, ионы и молекулы не существуют индивидуально. Он всегда составляют только части более высокой организации вещества, практически участвующего в химических превращениях – так называемого агрегатного состояния. В зависимости от внешних условий все вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях – в газовом, жидком, твердом. Переход из одного агрегатного состояния в другое не сопровождается изменением стехиометрического состава вещества, но обязательно связан с большим или меньшим изменением его структуры.

Твердое состояние – это такое состояние, в котором вещество имеет собственный объем и собственную форму. В твердых телах силы взаимодействия между частицами очень велики. Практически все вещества существуют в виде нескольких твердых тел. Реакционная способность и другие свойства этих тел, как правило, различны. Идеальному твердому состоянию соответствует гипотетический идеальный кристалл.

Жидкое состояние – это такое состояние, в котором вещество имеет собственный объем, но не имеет собственной формы. Жидкость обладает определенной структурой. По структуре жидкое состояние является промежуточным между твердым состоянием со строго определенной периодической структурой и газом, в котором отсутствует какая-либо структура. Отсюда, для жидкости характерно, с одной стороны, наличие определенного объема, а с другой – отсутствие определенной формы. Непрерывное перемещение частиц в жидкости определяет сильно выраженную самодиффузию и ее текучесть. Структура и физические свойства жидкости зависят от химической индивидуальности образующих ее частиц.

Газообразное состояние . Характерная особенность газового состояния заключается в том, что молекулы (атомы) газа не удерживаются вместе, а свободно движутся в объеме. Силы межмолекулярного взаимодействия проявляются, когда молекулы подходят друг к другу на близкое расстояние. Слабое межмолекулярное взаимодействие обуславливает малую плотность газов и их основные характерные свойства – стремление к бесконечному расширению и способность оказывать давление на стенки сосудов, препятствующих этому стремлению. Вследствие слабого межмолекуярного взаимодействия при малом давлении и высоких температурах все типичные газы ведут себя приблизительно одинаково, но уже при обычных температурах и давлении начинают проявлятся индивидуальности газов. Состояние газа характеризуется его температурой, давлением и объемом. Газ считается находящимся при н.у. если его температура 0 градусов и давление 1* 10 Па.

- Кристаллическое состояние . Среди твердых тел основным является кристаллическое состояние, характеризующееся определенной ориентацией частиц(атомов, ионов, молекул) относительно друг друга. Это определяет и внешнюю форму вещества в виде кристаллов. Одиночные кристаллы – монокристаллы существуют в природе, но их можно получить искусственно. Но чаще всего кристаллические тела представляют собой поликристаллические образования – это сростки большого числа мелких кристаллов. Характерной особенностью кристаллических тел, вытекающей из их строения, является анизотропия. Она проявляется в том, что механические, электрические и другие свойства кристаллов зависят от направления внешнего воздействия сил на кристалл. Частицы в кристаллах совершают тепловые колебания около положения равновесия или около узлов кристаллической решетки.

Аморфное состояние . Аморфное состояние подобно жидкому. Характеризуется не полной упорядоченностью взаимного расположения частиц. Связи между структурными единицами не равноценны, поэтому у аморфных тел нет определенной температуры плавления – в процессе нагревания они постепенно размягчаются и плавятся. Например, температурный интервал процессов плавления для силикатных стекол 200 градусов. В аморфных телах характер расположения атомов при нагревании практически не меняется. Изменяется лишь подвижность атомов – увеличиваются их колебания.

- Кристаллические решетки:

Кристаллические решетки могут быть ионными, атомными (ковалентными или металлическими) и молекулярными.

Ионная решетка состоит из ионов противоположного знака, чередующихся в узлах.

В атомных решетках атомы связаны ковалентной или металлической связью. Пример: алмаз (атомно-ковалентная решетка), металлы и их сплавы (атомно-металлическая решетка). Узлы молекулярной кристаллической решетки образованы молекулами. В кристаллах молекулы связаны за счет межмолекулярного взаимодействия.

Различия в типе химической связи в кристаллах определяют существенные различия в типе физических и химических свойств вещества со всеми типами кристаллической решетки. Например, вещества с атомно-ковалентной решеткой характеризуются высокой твердостью, а с атомно-металлической – высокой пластичностью. Вещества с ионной решеткой обладают высокой температурой плавления, не летучи. Вещества с молекулярной решеткой (межмолекулярные силы слабы) – легкоплавки, летучи, твердость их не высока.

22. Комплексные соединения. Определение. Состав.

Комплексные соединения – это молекулярные соединения, сочетание компонентов которых приводит к образованию сложных ионов способных к свободному существованию, как в кристалле, так и в растворе. Комплексные ионы – это результат взаимодействия между центральным атомом (комплексообразователем) и окружающими его лигандами. Лиганды – это как ионы, так и нейтральные молекулы. Чаще всего комплексообразователем является металл, который вместе с лигандами образует внутреннюю сферу. Имеется внешняя сфера. Внутренняя и внешняя сферы связаны между собой ионной связью.

(σ- и π-связи)

ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности. Как известно, ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов взаимодействующих атомов. Результирующее электронное облако σ-связи симметрично относительно линии связи, т. е. линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов. Простые связи в химических соединениях обычно являются (т-связями (см. Простая связь). Электронное облако π-связи симметрично относительно плоскости, проходящей через линию связи (рис. 1 , б), причём в этой плоскости (называемой узловой) электронная плотность равна нулю. Употребление греческих букв σ и π связано с соответствием их латинским буквам s и р в обозначении электронов атома, при участии которых впервые появляется возможность для образования σ- и π-связей соответственно. Поскольку облака атомных р -орбиталей (p x , р у , p z ) симметричны относительно соответствующих осей декартовых координат (х , у , z), то, если одна р -орбиталь, например p z , принимает участие в образовании σ-связи (ось z - линия связи), две оставшиеся р -орбитали (p x , p y ) могут принять участие в образовании двух π-связей (их узловые плоскости будут yz и xz соответственно; см. рис. 2 ). В образовании σ и π-связей могут принять участие также d - (см. рис. 1 ) и f -электроны атома.

Если между атомами в молекуле возникают одновременно как σ- , так и π-связи, то результирующая связь является кратной (см. Кратные связи, Двойная связь, Тройная связь, а также Валентность).

Лит.: Пиментел Г., Спратли Р., Как квантовая механика объясняет химическую связь, пер. с англ., М., 1973; Шусторович Е. М., Химическая связь, М., 1973.

Е. М. Шусторович.

Рис. 1. Схематическое изображение пространственной ориентации орбиталей при образовании σ-связи в результате s - s-, s - p σ- , p σ - p σ -взаимодействий (а) и π-связи в результате p π - , p π - , d π - d π - взаимодействий (б).

Рис. 2. Схематическое изображение облаков p x -, р у -, p z - электронов. Показаны оси декартовых координат и узловые плоскости p x - и р у -орбиталей.

• - Группа образовалась осенью 1997 г. Состав очень часто менялся и устоялся только к 1999 г. В сегодняшний состав вошли: организатор группы Михаил "Майк" , Андрей "Кот" , Катя, Алексей, Максим и Лена...

  Малая энциклопедия русского рока

• - Буква греческого алфавита; заглавная изображается как Σ, строчная – как σ. В экономической литературе она используется различным образом...

  Экономический словарь

• - "..."предоставление доступа к услугам связи, оказываемым другим оператором связи" - обеспечение одним оператором связи возможности получения его абонентом услуг связи, оказываемых другим оператором связи;.....

  Официальная терминология

• - греч. буква Г, о. В математике символ часто употребляют для обозначения суммы...

  Естествознание. Энциклопедический словарь

• - "..."зона обслуживания сети местной телефонной связи оператора связи" - совокупность зон обслуживания всех узлов связи сети местной телефонной связи одного и того же оператора связи;.....

  Официальная терминология

• - ".....

  Официальная терминология

• - "...Линия связи ГТС - конструктивно законченная совокупность линейных сооружений городской телефонной сети, образующая физические цепи для передачи сигналов электросвязи.....

  Официальная терминология

• - ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности...

  Большая Советская энциклопедия

• - греческая буква?, ?. В математике символ? часто употребляют для обозначения суммы...

  Большой энциклопедический словарь

• - ; мн. си/гмы, Р....

  Орфографический словарь русского языка

• - си́гма ж. Название буквы греческого алфавита...

  Толковый словарь Ефремовой

• - с"...

  Русский орфографический словарь

• - 1) 18-я буква греческого алфавита, соответствует звуку с; 2) у древних римлян ложе для пиров, имевшее форму греческой буквы сигмы; 3) в мат. - греч. сигма употр. для обозначения суммы и как знак интеграла...

  Словарь иностранных слов русского языка

• - ...

  Формы слова

• - сумма,...

  Словарь синонимов

• - 1) 18-я буква греческого алфавита; σ΄ – "200"; ¸σ – "200000"; 2) в математике: Σ – сумма...

  Словарь лингвистических терминов Т.В. Жеребило

"Сигма- и пи-связи" в книгах

Глава третья «Сигма» САМ-4 («Сумма»)

Из книги Авиаконструктор А. С. Москалёв. К 95-летию со дня рождения автора Гагин Владимир Владимирович

Глава третья «Сигма» САМ-4 («Сумма») Экспериментальный истребитель- перехватчик для около и сверхзвуковых скоростей полетаПериод 1933-1936 годов был для меня богат многими интересными событиями. Прежде всего, проведена большая научно-исследовательская работа совместно с

Тренировал сборные Чехии и Австрии, чехословацкие клубы «Сигма», «ФК Простейов», «Брно», «Жилина», «Витковице», чешские клубы «Сигма» и «Петра», словацкий клуб «Интер» (Братислава)

Из книги 100 великих футбольных тренеров автора Малов Владимир Игоревич

Тренировал сборные Чехии и Австрии, чехословацкие клубы «Сигма», «ФК Простейов», «Брно», «Жилина», «Витковице», чешские клубы «Сигма» и «Петра», словацкий клуб «Интер»

2. Договорные связи и гегемонические связи

Из книги Человеческая деятельность. Трактат по экономической теории автора Мизес Людвиг фон

2. Договорные связи и гегемонические связи Существует два вида общественного сотрудничества: сотрудничество посредством договоров и координации и сотрудничество посредством команд и подчинения, или гегемонии. Там, где сотрудничество основано на договоре,

0. Заморочка 2-тильда-наба-штрих-интеграл-сигма-зет-в-степени-кубический-корень-из-е-в-степени-икс-котангенс-три-четверти-пи-омикрон-на-дельта-икс-по-замкнутому-контуру-разделить-на-цэ-квадрат.

Из книги Верховный пилотаж автора Воробьев Кирилл Борисович

0. Заморочка 2-тильда-наба-штрих-интеграл-сигма-зет-в-степени-кубический-корень-из-е-в-степени-икс-котангенс-три-четверти-пи-омикрон-на-дельта-икс-по-замкнутому-контуру-разделить-на-цэ-квадрат. Съемки пилотажа.Сильнее всего хочется чего? Правильно, того, чего думаешь, что

Из книги Реформа в Красной Армии Документы и материалы 1923-1928 гг. [Книга 1] автора Коллектив авторов

№112 Доклад инспектора войск связи РККА Н.М. Синявского Инспектору РККА С.С. Каменеву «О пересмотре структуры и штатов окружных инспекций связи»

Из книги Реформа в Красной Армии Документы и материалы 1923-1928 гг. т 1 автора

№112 Доклад инспектора войск связи РККА Н.М. Синявского Инспектору РККА С.С. Каменеву «О пересмотре структуры и штатов окружных инспекций связи» №6207830 ноября 1925 г.СекретноI. Состояние войск связи (в дополнение к докладу моему от 16 ноября за № 62062).На основании результатов

САМ-7 «Сигма»

Из книги Авиация Красной армии автора Козырев Михаил Егорович

САМ-7 «Сигма» Самолет САМ-7 «Сигма» А.С. Москалева представлял собой бесхвостый истребитель сопровождения, впервые построенный в Советском Союзе. Законченная в 1934 г. опытная машина оснащалась двигателем М-34Р, крыло было стреловидным и имело небольшое удлинение. На концах

СИГМА PУ

Из книги Русский рок. Малая энциклопедия автора Бушуева Светлана

СИГМА PУ Группа образовалась осенью 1997 г. Состав очень часто менялся и устоялся только к 1999 г. В сегодняшний состав вошли: организатор группы Михаил «Майк» (ритм-гитара, тексты, музыка), Андрей «Кот» (соло-гитара), Катя (клавиши), Алексей (барабаны, «Семь Один»), Максим

Сигма- и пи-связи

БСЭ

Сигма-функции

Из книги Большая Советская Энциклопедия (СИ) автора БСЭ

III. Порядок присоединения сетей связи телерадиовещания и их взаимодействия с сетью связи телерадиовещания оператора сети связи телерадиовещания, занимающего существенное положение

Из книги Комментарий к правилам оказания услуг связи автора Сухарева Наталия Владимировна

III. Порядок присоединения сетей связи телерадиовещания и их взаимодействия с сетью связи телерадиовещания оператора сети связи телерадиовещания, занимающего существенное положение Комментарий к пункту 14Реестр ведется по форме, установленной Мининформсвязи .

43. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с истечением срокадавности

автора Автор неизвестен

43. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с истечением срокадавности Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим (ст. 76 УК РФ) допускается в отношении лица, впервые совершившего

45. Освобождение от наказания в связи с изменением обстановки и в связи с болезнью. Амнистия и помилование

Из книги Уголовное право (Общая и Особенная части): Шпаргалка автора Автор неизвестен

45. Освобождение от наказания в связи с изменением обстановки и в связи с болезнью. Амнистия и помилование 1. Освобождение от наказания в связи с изменением обстановки (ст. 80.1 УК РФ) допускается в отношении лица, впервые совершившего преступление небольшой или средней

93. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с изменением обстановки

Из книги Уголовное право. Шпаргалки автора Петренко Андрей Витальевич

93. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с изменением обстановки Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим по законодательству, действовавшему до введения в действие УК 1996 г.,

7.5. Разбор конкретной ситуации «Проведение совещания в компании „Сигма“

Из книги Организационное поведение: Практикум автора Громова Ольга

7.5. Разбор конкретной ситуации «Проведение совещания в компании „Сигма“ Цель.Отработка навыков анализа организационной культуры на конкретном примере. Задание.Ознакомьтесь с приведенной ниже ситуацией и ответьте на следующие вопросы.1. Как вы оцениваете уровень

В молекуле этилена каждый атом углерода образует по три σ-связи с двумя атомами водорода и другим атомом углерода. В молекуле этилена C2H4 одна p-орбиталь остается негибридизованной для образования p-связи.

Считалось, что сигма-связь образуется за счёт перекрывания вытянутых гибридных орбиталей (рис.1), а Пи-связь образуется за счёт перекрывания p-орбиталей (рис.2). Основная характеристика сигма-связи (длина и прочность) зависит от электронной конфигурации атомов, образующих сигма-связь.

При образовании ковалентной связи в молекулах органических соединений общая электронная пара заселяет связывающие молекулярные орбитали, имеющие более низкую энергию. В зависимости от формы МО – σ-МО или π-МО – образующиеся связи относят к σ- или p-типу.

Сигма- и пи-связи (s- и p-связи), ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности. Как известно, ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов взаимодействующих атомов. Результирующее электронное облако s-связи симметрично относительно линии связи, т. е. линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов.

Гибридные орбитали образуют σ-связи. Вторая и третья электронные пары не могут находиться в той же области пространства. Такой тип перекрывания называют p-связью. Образование p-связи у атомов элементов второго периода происходит только при перекрывании двух p-электронных облаков. В органической химии принято использовать для описания связей модель гибридизации.

В этом случае атомы углерода имеют sp-гибридизацию. Две гибридизованные орбитали располагаются, максимально не мешая друг другу, на одной прямой. Атомы в молекуле ацетилена расположены на одной прямой. Рис. 6. Атомы углерода находятся в состоянии sp-гибридизации. На уроке вы получили представление о теме «Геометрия молекул с кратными связями».

Были систематизированы знания о зависимости пространственной конфигурации молекул от типа гибридизации атомных орбиталей. Связь, образованную электронами, орбитали которых дают наибольшее перекрывание по обе стороны от линии, соединяющей центры атомов, называют пи-связью.

Поскольку электронные облака (кроме х-облака) направлены в пространстве, химические связи, образованные с их участием, также пространственно направлены. Так называемые насыщенные, или предельные, углеводороды содержат ординарные или сигма-связи между углеродными атомами. Они составляют гомологический ряд общей формулы С На +2. где п - число углеродных атомов, входящих в состав данной молекулы.

Очевидно, в молекуле метана имеется четыре сг-связи (см. рис. 20). Соединяющиеся атомы не могут образовать между собой больше одной а-связи. Под насыщаемостью связи понимают способность образовывать строго определённое количество ковалентных связей. Однако экспериментально доказано, что в молекуле метана все связи С – Н равноценны и направлены к вершинам правильного тетраэдра под углом 109˚28`.

2 – гибридизация: происходит смешение одной sи двух pорбиталей. Образуются три одинаковые гибридные орбитали, они расположены относительно друг друга под углом 120˚, лежат в одной плоскости и стремятся к вершинам треугольника.

Раздел 3. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

На форму молекулы в пространстве влияет направленность только σ – связей. Решение. Нахождение степеней окисления в органических соединениях имеет свою специфику. В частности, необходимо отдельно находить степени окисления для каждого атома углерода. По связи С-Н происходит смещение электронной плотности в сторону атома углерода (т. к. электроотрицательность углерода превосходит ЭО водорода).

Все ресурсы Коллекции предназначены только для некоммерческого использования в системе образования Российской Федерации. Валентные электроны атома углерода располагаются на одной 2s-орбитали и двух 2р-орбиталях. Для понимания природы трех вариантов расположения связей атома углерода понадобились представления о трех типах гибридизации. Концепция гибридизации объясняет, каким образом атом углерода видоизменяет свои орбитали при образовании соединений.

Учебно-методическое пособие по органической химии

При этом надо иметь в виду, что расчленение процесса гибридизации на стадии или этапы есть, на самом деле, не более чем мысленный прием, позволяющий более логично и доступно изложить концепцию. На рисунке слева показана электронная конфигурация атома углерода. В результате первого шага, который называют возбуждением или промотированием, один из двух 2s-электронов перемещается на свободную 2р-орбиталь.

Здесь надстрочный индекс 3 обозначает не число электронов, занимающих орбитали, а число р-орбиталей, принявших участие в гибридизации. Гибридные орбитали направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. На каждой sp3-гибридной орбитали находится по одному электрону. Эти электроны и участвуют на третьем этапе в образовании связей с четырьмя атомами водорода, образуя валентные углы 109,5°.

Образование плоских молекул с валентными углами 120° показано на рисунке ниже. Здесь, как и в случае sp3-гибридизации, первый шаг - возбуждение. Одна p-рорбиталь остается негибридизованной и располагается перпендикулярно плоскости sр2–гибридных орбиталей.

Если атомы в молекуле связаны только простыми (одинарными) связями, то это – σ-связи. В образовании связей могут участвовать вакантные (не содержащие электронов) орбитали.

Представления о механизме образования химической связи на примере молекулы водорода распространяются и на другие молекулы. Теория химической связи, созданная на этой основе, получила название метода валентных связей (МВС) .

Основные положения:

1) ковалентная связь образуется в результате перекрывания двух электронных облаков с противоположно направленными спинами, причем образованное общее электронное облако принадлежит двум атомам;

2) ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака. Степень перекрывания электронных облаков зависит от их размеров и плотности;

3) образование молекулы сопровождается сжатием электронных облаков и уменьшением размеров молекулы по сравнению с размерами атомов;

4) в образовании связи принимают участие s- и p-электроны внешнего энергетического уровня и d-электроны предвнешнего энергетического уровня.

В молекуле хлора каждый его атом имеет завершенный внешний уровень из восьми электронов s 2 p 6 , причем два из них (электронная пара) в одинаковой степени принадлежит обоим атомам. Перекрывание электронных облаков при образовании молекулы показано на рисунке

Схема образования химической связи в молекулах хлора Cl 2 (а) и хлороводорода HCl (б)

Химическая связь, для которой линия, соединяющая атомные ядра, является осью симметрии связывающего электронного облака, называется сигма (σ)-связью . Она возникает при «лобовом» перекрывании атомных орбиталей. Связи при перекрывании s-s-орбиталей в молекуле Н 2 ; р-р-орбиталей в молекуле Cl 2 и s-p-орбиталей в молекуле НСl являются сигма связями. Возможно «боковое» перекрывание атомных орбиталей. При перекрывании р-электронных облаков, ориентированных перпендикулярно оси связи, т.е. по оси у- и z-осям, образуются две области перекрывания, расположенные по обе стороны от этой оси.

Такая ковалентная связь называется пи (p)-связью . Перекрывание электронных облаков при образовании π-связи меньше. Кроме того, области перекрывания лежат дальше от ядер, чем при образовании σ-связи. Вследствие этих причин π-связь обладает меньшей прочностью по сравнению с σ-связью. Поэтому энергия двойной связи меньше удвоенной энергии одинарной связи, которая всегда является σ-связью. Кроме того, σ-связь имеет осевую, цилиндрическую симметрию и представляет собой тело вращения вокруг линии, соединяющей атомные ядра. π-Связь, наоборот, не обладает цилиндрической симметрией.

Одинарная связь всегда является чистой или гибридной σ-связью. Двойная же связь состоит из одной σ- и одной π-связей, расположенных перпендикулярно друг относительно друга. σ-Связь прочнее π-связи. В соединениях с кратными связями обязательно присутствует одна σ-связь и одна или две π-связи.