Валентных связей гибридизация

Н ое состояние). В процессе взаимодействия атомов с образо ванием кристалла предварительно происходит распаривание Зз -электронов, при этом один из них переходит на вакантную Зр-орбиталь (рис. 36, б). Затем происходит зр -гибридизация, в результате чего все четыре электрона становятся идентичными, обладая одинаковой формой электронного облака. Каждый атом кремния в возбужденном состоянии располагает четырьмя валентными электронами. Сетка валентных связей в кристалле кремния имеет следующий вид атом кремния находится в центре правильного тетраэдра, а валентные связи направлены к его углам. Такой же вид сетки и у германия — другого элементарного полупроводника с идеально ковалентной или гомеополярной (атомной, неполярной) связью. Отличие заключается лишь в том, что теперь гибридизации подвергаются 4з- и 4р-электроны. [c.97]

Таким образом, теория валентных связей приводит к простому объяснению того факта, что в молекуле НгО в основном состоянии две связи О — Н направлены почти под прямым углом друг к другу. На фиг. 143 показано перекрывание орбиталей для этого случая. Конечно, атом О имеет четыре р-электрона, однако два из них являются спаренными ун в в свободном атоме, так что для образования связей доступны только два электрона ). Этого как раз достаточно для образования двух связей. Тот факт, что в действительности валентный угол несколько больше прямого (а именно 104°27 см. [23], стр. 519), может быть связан с отталкиванием атомов Них — р-гибридизацией в атоме О (см. ниже). Такое же предсказание, как и для молекулы НгО, получится, конечно, и для СНг- Действительно, было най- [c.369]

Столь сильные вариации углов между тетраэдрами 8Ю4 обусловлены спецификой гибридизации -81-0-81- связей — рис.6.1. Помимо о-связей, образующихся в результате перекрывания 5/7 -орбиталей кремния и 2/7-орбиталей кислорода, в кремний-кислородных мостиках происходит дополнительное связывание вследствие частичного перекрывания /-орбиталей кремния и /7-орбиталей не участвующих в валентных связях (неподеленных) пар [c.177]

Обсуждается возникновение направленных валентностей атомов, метод молекулярных орбита-лей, гибридизация и кратные связи между атомами. [c.313]

ВАЛЕНТНЫЙ УГОЛ — угол, образованный двумя направлениями химических связей, исходящими из одного атома. Знание В. у. необходимо для определения геометрии молекул. В, у. зависят как от индивидуальных особенностей присоединённых атомов, так и от гибридизации атомных орбиталей центрального атома. [c.239]

ГИБРИДИЗАЦИЯ Атомных орбиталей выравнивание длин хим. связей и валентных углов при образовании хим. связей валентными s-, р-, d- и т. д. электронами (атомными орбиталями) одного атома. Г. а. о. описывает возбуждённые состояния атома в хим. соединении. [c.453]

Имеется несколько особых случаев. Точки кипения нескольких элементов IV и V групп относительно низки, потому что образование многоатомного пара стабилизует газовую фазу относительно жидкости и, следовательно, сокращает диапазон существования жидкости. В переходных металлах связь очень прочна как в твердом, так и в жидком состояниях в результате хр -гибридизации валентных электронов, а точки плавления и кипения высоки. /В-металлы так же имеют прочную связь вследствие взаимодействия (i-электронов в ионном ядре. Юм-Розери предполагает, что индий и таллий не полностью ионизированы, в результате чего они имеют более низкие точки кипения, чем явно до конца ионизированный гал- лий другие аномалии в свойствах этих металлов можно объяснить так же. Незаконченной ионизацией можно также объяснить аномальное поведение ртути (см. раздел 5). [c.45]

Химическая связь в соединениях Л" В преимущественно ковалентная три связи создаются неспаренными валентными электронами разнородных атомов, а четвертая - донорно-акцепторная В-атом поставляет неподеленную пару з-электронов, а А-атом - свободные подуровни. При этом происходит зр -гибридизация, и четыре электронные пары независимо от их природы стремятся расположиться по углам правильного тетраэдра. Различие в электроотрицательностях компонентов приводит к смещению электронных облаков в сторону более электроотрицательного атома, что влечет появление ионной составляющей химической связи. Наличие ионной связи обусловливает некоторую специфику свойств в ряду соединений А "В, например, с ростом доли ионной связи облегчается скалывание по плоскостям 001 . [c.655]

Структура валентной оболочки — ns np (п = 3 для серы, 4 для селена, 5 для теллура. Элементы этой группы содержат два неспаренных р-электрона на внешней оболочке, поэтому две ковалентные связи от каждого атома могут быть направлены либо к одному атому (при этом будут образовываться двухатомные молекулы как в О2), либо к двум различным атомам (образуются многоатомные молекулы в виде замкнутых колец или бесконечных протяженных цепочек). Угол между соседними ковалентными связями, направленными к двум различным атомам, не должен сильно отличаться от 90°. Отличие может быть связано либо с частичной sp-гибридизацией волновых функций электронов, либо со взаимодействием между вторыми соседями. В кристалле кольца или изогнутые цепочки связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса. Можно ожидать, что связи здесь будут еще слабее, чем в кристаллах VA подгруппы. Физические параметры элементов подгруппы приведены в табл. 2.3. [c.49]

Бор — единственный элементарный полупроводник, расположенный левее IVA подгруппы в периодической системе. Структура его валентной оболочки — 2s p В большинстве соединений он трехвалентен, поэтому распределение электронов по валентным орбиталям в нем можно представить в виде 2s 2p . Однако при образовании простых sp -гибридных связей в боре валентная оболочка атомов бора не заполняется полностью, тем не менее бор, как полупроводник, должен иметь полностью заполненную валентную зону. По-видимому, заполнение происходит при участии в гибридизации, помимо 25-электронов, еще и ls-электронов. [c.51]

Гибридизация. Пространственная структура атомных орбиталей в комбинации с представлением о валентных связях позволяет во многих случаях получить довольно удовлетворительное представление о структуре молекулы и молекулярных орбиталях. СЗднако при образовании химического соединения происходит перестройка электронной оболочки атома и поэтому валентные состояния атома в химическом соединении отличаются от состояния изолированного атома, причем иногда значительно. Например, изолированный атом углерода, имеющий конфигурацию s 2s 2р , двухвалентен. В химических соединениях он выступает как четырехвалентный атом и образует такие соединения, как СН4, I4 и т. д. Это объясняется тем, что энергии 2s- и 2/7-состояний в атоме углерода мало отличаются и при образовании химического соединения образуется суперпозиция этих состояний, содержащая четыре валентных электрона. Это явление называется гибридизацией орбиталей. [c.315]

К сплаву Au u с исходной ГЦК решеткой в неупорядоченном состоянии изложенная статистическая теория упорядочения неприменима, так как не учитывает тетрагонального искажения решетки упорядоченной фазы и вклада в энергию связей гибридизации валентных о 8р2-электронов, приводящей к неравноценности связей. [c.226]

При переходе от атомных орбиталей к молекулярным орбиталям ) в методе ЛКАО часто оказывается 1см. равенства (111,9) и (111,12)], что молекулярная орбиталь включает линейную комбинацию гибрид) различных атомных орбиталей одного и того же атома. Получение таких линейных комбинаций иногда называют гибридизацией, хотя обычно этот термин сохраняют для соответствующего процесса в теории валентных связей (разд. 3, а). Особенно важны линейные комбинации атомных s- и р-орби-талей с одним и тем же главным квантовым числом (s — э-гибридизация). В ходе образования молекулы из разъединенных атомов (или групп атомов) или из объединенного атома (или молекулы) коэффициенты в этих линейных комбинациях в общем меняются значительно. В свободном атоме такое смешение s- и р-орбиталей отсутствует, так как они имеют различную симметрию. Другими словами, линейные комбинации, или смешение атомных орбиталей, появляются только вследствие понижения симметрии при пере- [c.307]

Существование второй модификаций углерода — графита (стабильной при нормальных условиях) — связано с иным, чем в алмазе, характером гибридизации волновых функций, участвующих в образовании химической связи. Графит существенно отличается от алмаза структурой и своими физическими свойствами. Он имеет слоистое строение и гексагональную структуру, показанную на рис. 2.14. Атомы углерода лежат в параллельных плоскостях, в каждой из которых они расположены в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между атомами в слое ( 1 = 1.42 А) близко к длине связи в алмазе, что указывает на ковалентный характер связи в слое, а большое расстояние между слоями ( 2 = 3.35 А) указывает на слабую связь между ними, по-видимому, обусловленную действием ван-дер-ваальсовых сил. Естественно предположить, что в графите валентные связи строятся не на зр - (как в алмазе), а на 5р -гибридных и р-орбиталях. Действительно, эксперимент показывает, что три эквивалентные связи образуют плоскую структуру (слой) и расположены под углом близким к 120° ( р -гибридные орби- [c.44]

Двойные связи в соединениях, напр, в этилене jH , объясняются sp -гибридизацией один валентный электрон описывается чистой одноэлектрониой -функцией, а три другие — гибридными s- и р-функциями. Для молекулы ацетилена jHa тройная связь обусловлена яр-гибридизацией два валентных электрона остаются в р-состояниях, два другие — в гибридных s- и р-состояниях. [c.454]

Форма М. определяется пространств, расположением атомов в ней, к-рое в свою очередь определяется величинами длин связей и углов между связями (валентных углов). Между кратностью и длиной связи существует корреляция связь между определ. атомами укорачивается с ростом её кратности. Напр., типичные величины длин связей G — G, С СиС = С соответственно равны 1,50, 1,35 и 1,20 A. Длина связи зависит от её хим. окружения в М. Напр., длина связи С — Н в группе —СНз составляет ок. 1,10 A, а в группах =СНа и =GH 1,08 и 1,05 A соответственно. Валентные углы между связями бывают самые разные, причём углы между одними и теми же связями в разл. М. могут быть различными, хотя определ. характеристичность существует и для углов. Напр., угол между связями С—Н в группе —СНз, входящей в разл. М., часто близок к 109°. Если атом С образует четыре связи, то углы между этими связями близки к тетраадрич. углу (109° 30 ). Для качеств, описания формы М., содержащих атом G, важное значение имеет гибридизация атомных орбиталей С (см. Молекулярная, орбиталь), т. е. образование из пары орбиталей внешних -электронов и пары орбиталей р-злектронов четырёх эквивалентных линейных комбинаций, наз. гибридными орбиталями. [c.186]

От соотношения между Гркки и Тц зависят свойства осн. состояния системы. Если /-уровень лежит близко к уровню Ферми и размыт в /-зону за счёт его гибридизации с электронами проводимости, то вблизи S /, плотность состояний g( ) выше, чем в обычных металлах, на 2—3 порядка, Аномально высокое значение g < ) в случае Т. ф. может быть связано с промежуточной валентностью. [c.195]

Химическая связь в корунде имеет [19] комбинированный ионно-ковалентный тип. Расчеты эффективных зарядов в сферах атомов указьшают на частичную поляризацию электронной плотности в направлении А1-а О, причем вычисленная ионная формула А120з (АР - )2(0 )з резко отличается от принимаемой в ионной модели (А12 0з ). Причиной является наличие заметного вклада ковалентной составляющей химической связи, обусловленной эффектом гибридизации валентных орбит А1—О, табл. 6.2. Система ковалентных взаимодействий весьма анизотропна и отражает различия межатомных расстояний в координационных полиэдрах структуры корунда, рис. 6.4. [c.121]

В верхней части рис. 8.6 показано изменение параметра е/а. Отчетливо видна взаимосвязь между всеми тремя механическими характеристиками (HV, и Оу), с одной стороны, и величиной eja с другой если среднее число электронов в сплаве снижается, то HV, Е <5у повышаются. Это обстоятельство наводит на мысль о том, что изменения твердости и прочности аморфных сплавов отражают изменения в химической связи между металлическими и металлоидными атомами. При этом предполагается, что в результате заполнения электронами атомов металлоидов валентных уровней атомов переходных металлов, входящих в состав сплава, возникает частичная связанность электронных состояний за счет sd-vvi-бридизации в атомах металлов и sp-гибридизации в атомах металлоидов. Эти процессы, вероятно, и определяют твердость и прочность аморфных сплавов. [c.228]

Кажется, что возможность нахождения асимметричного максимума в элементах из более высоких групп и низких периодов Периодической системы выше в этих элементах связь в твердом состоянии преимущественно неметаллическая [47]. Все это наводит на мысль, что такое поведение связано с сохранением в жидком состоянии определенной доли ковалентной или гомеополярной связи. Эта связь, возможно, присутствует в виде кратковременной локализации валентных электронов в связанном состоянии между парами или группами соседних атомов, возможно, в процессе резонансной гибридизации как рассматривалось Полингом [48]. Получающаяся в результате этого структура становится устойчивее за счет относительной стабильности и направленности неполярной связи. Эта преимущественно ковалентно связанная структура может существовать небольшими комплексами или островками в металлически связанной матрице . Если это так, то пространственное расположение атомов в пределах самих комплексов, возможно, будет одинаково, но совершенно отлично от более неупорядоченного расположения атомов в металлической матрице (к сожалению, невозможно определить пространственное расположение атохмов из данных по рентгеновскому рассеянию). [c.22]

По рентгеновским и термодинамическим данным, жидкое состояние элементов в нечетных группах Периодической системы элементов и, возможно, в группе IVB (олово имеет очень широкий диапазон существования жидкой фазы) несколько стабилизировано, вероятно, го-меополярной связью, полученной в результате гибридизации орбиталей валентных электронов, предложенных Полингом [48], По предположению Юм-Розери, модель Полинга для металлической связи больше подходит к жидким, чем к твердым металлам, так как атомы [c.45]

Теория гибридных состояний (Л. Полинг, 1928 г.) позволила, не только объяснить ранее известные валентные конфигурации,, как это имело место для соединений углерода, но и предсказать-новые типы координаций. В переходных металлах участие в связях й -электронов позволило предсказать для dsp -гибри-дизации квадратную координацию, найденную вскоре в комплексах платины. Для d sp образуется шесть эквивалентных гибридных связей, направленных к вершинам правильного октаэдра. Эта координация распространена в комплексах переходных металлов. Прочность связи, образуемой f-электроном,. У5 = 2,236. Наибольшая прочность связей, образуемых гибридными функциями из S-, р-, f-функций, равна 3. Участие f-элект-ронов в гибридизации повышает прочность связей. [c.29]

У элементов В-подгрупп, располагающихся вслед за благородными металлами в соответствующих горизонтальных рядах периодической системы, с -под обол очки в свободных атомах целиком заполнены электронами. В связи с этим долгое время сдиталя, что при образовании сплавов происходит коллективизация толькц 5- и р-электронов, на самом же деле возможность перехода электро-нав из d-зоны в зону проводимости и (s — й)-гибридизация делают ситуацию более сложной. Нет сомнения в том, что наличие электронов d-зоны в сплавах благородных металлов вблизи уровня Ферми и изменение энергии электронов с -зьны при образовании сплава оказывают существенное влияние на его электронную структуру. Это влияние изучено пока еще недостаточно, и для получения более ясной картины необходимо проведение дальнейших исследований ). Даже если допустить, что влиянием d-зоны можно пренебречь и что каждый из элементов имеет вполне определенную валентность (например, у меди валентность равна 1, у цинка — [c.155]

Первое валентное состояние, т. е. хрЗ-гибридизацил, соответствует четырем ст-связям, полученным при взаимодействии одного -электрона и трех р-электронов. [c.9]

Третье валентное состояние, т. е. р-гибридизация образуется из двух о-связей и двух я-связей. Гибридизированы один -электрон и один р-электрон, которые участвуют в образовании а-связей. Два других р-элек-трона образуют две я-связи. В третьем валентном состоянии находятся молекулы с тройной связью, в частности ацетилена. Возможно, и это экспериментально доказано, линейно-иолимеризованное состояние углеродных атомов в углеродных веществах (см. гл. 8). [c.10]

При учете состояния гибридизации некоторые свойства тех сопряженных молекул, для основного состояния которых можно написать только одну классическую валентную схему, могут быть удовлетворительно переданы как аддитивные функции указанных типов связей без учета делокализации я-электропов. Но аддитивные схемы оказываются непригодными в тех случаях, когда может быть написано более одной валентной схемы (циклические полиеновые радикалы и ионы и т. д ) делокализация я-электропов играет здесь существенную роль, хотя и менее значительную, чем без учета состояния гибридизации. [c.584]

Следует подчеркнуть, что гибридизация атомных орбит — способ приближенного описания участия валентных орбит одного атома в образовании локализованных молекулярных орбит. Степень удовлетворительности такого описания зависит от того, насколько сильно в действительности взаимодействуют локализованные орбиты, однако провести ясную границу не представляется возможным. Картина локализованных связей может оказаться удовлетворительной при рассмотрении свойств молекул, зависящих от результирующего поведения всех ее электронов (дли ны связей, их энергии и дипольные моменты и т. п.). Для свойств же, существенно связанных с состояни ями отдельных электронов (потенциалы ионизации, электронные спектры и т. п.), картина локализованных связей может оказаться непригодной с самого начала (даже в насыщенных органич. соединениях). [c.584]

Комбинируя результаты, представленные на фиг. 120 и 123, можно построить приближенную диаграмму, показывающую, как меняются энергии орбиталей при изменении величины валентного угла от 180 до 90°. Эта диаграмма приведена на фиг. 125. Такого типа диаграммы впервые были рассмотрены Уолшем [1263а] и теперь часто на.зываются диаграммами Уолша. Корреляция орбиталей правой и левой частей диаграммы, без сомнения, должна проводиться с учетом правил симметрии, данных в табл. 59. Уменьшение энергии орбиталей при переходе от 2ui к 2а и от 1 2 к 10 (при переходе слева направо на диаграмме) связано с увеличением степени гибридизации ). Орбиталь 1 1 — 1яц по существу практически не меняет своей энергии, так как и в нелинейной, и в линейной молекуле XYg она не взаимодействует ни с одной орбиталью, имеющей ге = 2. С другой стороны, орбиталь 3ai — 1я значительно изменяет свою энергию, так как для нелинейной конфигурации существует си.1ьное взаимодействие указанного выше типа. [c.326]

Состояния Шокли представляют собой в обычном смысле свободные валентности на поверхности. Четыре валентных электрона элементов группы IV распределены по четырем атомным орбиталям, если атом изолирован,— одна s-орбиталь и три р-ор-битали. В случае связи с другими атомами обычно рассматривается тетраэдрическая sp -гибридизация валентных электронов. С учетом спина имеется восемь состояний, четыре из которых заняты в связи, у четырех остальных энергия гораздо выше. Если они составляют кристалл структуры алмаза, дискретные энергетические уровни уширяются, образуя валентную зону и зону проводимости, как было описано выше. Рассмотрим атом на поверхности (111). Три орбитали необходимы для того, чтобы встроить атом в кристалл, четвертая орбиталь остается свободной. Свободная орбиталь, локализованная, таким образом, на поверхности, является состоянием Шокли. Состояния Шокли могут затем расщепляться в поверхностную зону. [c.21]

Прочность химической связи зависит от степени перекрытия орбита-лей валентных электронов чем больше перекрытие, тем прочнее связь. Расчеты показывают, что перекрытие электронных оболочек соединяющихся атомов в случае гибридных 5р -орбиталей оказывается существенно больше, чем в случае негибридных 5- и р-орбиталей. Хотя гибриди-зованным состояниям соответствует более высокая энергия электронов в атоме, чем негибридизованным, тем не менее полная энергия кристалла оказывается ниже в случае образования связи из 5р -гибридов, поэтому гибридизация и оказывается энергетически выгодной. [c.39]

В ковалентной связи обобществленные электроны обычно заполняют внешнюю валентную оболочку каждого атома. В алмазе, например, каждый атом углерода тетраэдрически окружен четырьмя ближайшими соседними атомами. Четыре валентных электрона каждого атома углерода с конфигурацией 2 2р обобществлены с электронами четырех ближайших атомов углерода, по одному электрону от каждого атома на одну связь. Такое обобществление приводит к заполнению валентной оболочки каждого атома, так как в образовании связи участвуют все восемь электронов. Все четыре связи равноценны, объясняется это смешиванием 25- и 2р-орбиталей ( зр -гибридизация ). Спаренные электроны, осуществляющие связь, имеют противоположно направленные спины один обладает спином, направленным вверх , а другой—спином, направленным вниз . [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...