Молекулы с ковалентной химической связью

МОЛЕКУЛЫ С КОВАЛЕНТНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ 4б1 [c.461]

Молекулы с ковалентной химической связью [c.461]

К аморфным полупроводникам относят аморфные кремний, германий, ряд других элементов и их сплавы. Кремний и германий в твердом состоянии четырех валентны, т. е. каждый их атом образует сильные (ковалентные) химические связи с четырьмя соседними атомами. Поэтому кремний и германий называют материалами с тетраэдрическими связями (тетра - четыре). Тетраэдрические связи приводят к образованию в этих материалах не отдельных молекул, а непрерывной трехмерной сетки химически связанных атомов. Отсутствие шарнирных связей придает такой сетке боль- [c.12]

С точки зрения микроскопической теории диэлектриков различная концентрация свободных электронов в диэлектриках и металлах обусловлена разной природой их химических связей (рис. 1.1). Любая связь атомов, молекул или ионов представляет собой электрическое взаимодействие. Отталкивание сблизившихся частиц обусловлено перекрытием электронных оболочек. Энергия отталкивания быстро убывает с расстоянием Uor r —г Энергия притяжения — более дальнодействующая в ионных кристаллах она пропорциональна г в ковалентных — убывает с расстоянием быстрее (г- —а в молекулярных кристаллах она изменяется в пределах г — [c.9]

Ковалентная связь тип химической связи, характеризуемый увеличением электронной плотности в области между химически связанными атомами в молекуле по сравнению с распределением электронной плотности в свободных атомах. Образующийся в результате между ядрами отрицательный электрический заряд стабилизирует и уравновешивает систему. [c.30]

Между молекулами адгезива (полимерная пленка, получаемая из раствора) и субстрата (окрашиваемая поверхность), могут возникать различные силы от слабых дисперсионных до самых больших — сил химической связи. Межмолекулярные силы являются результатом ориентационного, индукционного и дисперсионного взаимодействий. Расстояние между центрами диполей, дипольный момент, поляризуемость, потенциал ионизации, абсолютная температура и постоянная Больцмана являются факторами, опреде-ляюш,ими величину адгезии [3]. Сила взаимного притяжения обратно пропорциональна межмолекулярному расстоянию в седьмой степени. При расстоянии адгезива от субстрата больше 5 А эти силы делаются весьма малыми. Важную роль в адгезии играют также водородные связи между адгезивом и субстратом, величина взаимодействия которых оценивается обычно в 4—7 ккал/моль, но может достигнуть 20—30 ккал/моль [3]. Существует еще один вид специфического межмолекулярного взаимодействия — поляризационная связь, связанная с переносом заряда электрона с орбиты молекулы донора на орбиту акцептора, для чего эти две молекулы должны подойти друг к другу достаточно близко [31. В результате переноса заряда относительно малоактивные молекулы могут приобрести реакционную способность. Адгезионная связь также возможна при образовании между адгезивом и субстратом химических связей — ковалентных, ионных и координационных. [c.89]

На рис. 2.6 приведены плотность вероятности нахождения электрона на индивидуальных атомных орбиталях V / и / в и на молекулярных орбиталях Фб и Фа (с учетом спиновой части волновой функции электрона). Функция Фб соответствует электронам с антипараллельно направленными спинами, а Фа — с параллельно направленными спинами. Из рисунка видно, что электрон с волновой функцией Ф имеет более высокую вероятность нахождения между ядрами, чем электрон с волновой функцией Фа. Увеличение электронной плотности между двумя положительно заряженными ядрами сопровождается значительным выигрышем энергии по сравнению с невзаимодействующими атомами водорода, что и является причиной образования химической связи в молекуле. Образование химической связи в молекуле водорода иллюстрирует формирование гомеополярной ковалентной связи. [c.26]

Квантовая механика доказывает, что существование обменных сил всегда ведет к явлению насыщения. Это связано с тем, что явление обмена предполагает наличие процесса, происходящего не между всеми, а только между двумя партнерами. Именно введением обменных сил объясняется насыщение химического взаимодействия (так называемые ковалентные, гомеополярные силы типа сил, связывающих два атома водорода в его молекуле). [c.532]

Радиационно-индуцированные изменения в органических молекулах связаны с разрывом ковалентных связей. Б простых органических соединениях радиационные эффекты невелики, но в полимерах они выражены более резко. Радиационно-индуцированные изменения в каучуках и пластиках отражаются на их внешнем виде, химическом и физическом состояниях и механических свойствах. В качестве внешних изменений можно рассматривать временные или постоянные изменения цвета, а также образование пузырей и вздутий. К химическим изменениям относятся образование двойных связей, выделение хлористого водорода, сшивание, окислительная деструкция, полимеризация, деполимеризация и газовыделение. Физические изменения — это изменения вязкости, растворимости, электропроводности, спектров ЭПР свободных радикалов, флуоресценции и кристалличности. Об изменениях кристалличности судят по измерениям плотности, теплоты плавления, по дифракции рентгеновских лучей и другим свойствам. Из механических свойств изменяются предел прочности на растяжение, модуль упругости, твердость, удлинение, гибкость и т. д. [c.49]

Валентные электроны, содействующие образованию связи, обозначаются двойными точками или одной чертой, а химические символы соответствуют атомным ядрам с их заполненными оболочками орбитных электронов. Таким образом, двухатомная молекула хлора содержит стабильную оболочку, заполненную восьмью электронами с добавлением к ее семи валентным электронам одного электрона, занятого от соседнего атома, и в свою очередь отдающую ему один из своих семи электронов. Таким образом, оба атома обладают двумя общими для них электронами. Ковалентные связи обычны для атомов VI и VII групп периодической системы элементов. Двойные и тройные связи между двумя атомами могут быть аналогично изображены следующим образом [c.158]

СЯ соседней молекулой, которая также переходит в возбужденное состояние Ej с последующим испусканием фотона = EJ- Ео. Виртуальный обмен фотонами между флуктуирующими диполями возбужденных молекул приводит к понижению энергии их взаимодействия, т.е. к их притяжению. Энергия этого парного взаимодействия вычисляется в рамках второго приближения теории возмущений квантовой механики. В этом приближении энергия взаимодействия рассматривается как слабое возмущение, когда Ео — собственной энергии изолированных частиц. Волновые функции их электронов не перекрываются. Напомним, что первое приближение теории возмущений соответствует перекрыванию волновых функций и образованию прочной химической ковалентной связи. Энергия во втором приближении [c.211]

Большая склонность этих материалов к образованию стекол связана с присутствием атомов халькогена, которые, как правило, двухвалентны и образуют две сильные (ковалентные) химические связи с соседними атомами. С одной стороны, это приводит к образованию молекул в виде длинных цепочек или слоев и обусловливает высокую вязкость расплава, препятствующую кристаллизации при его охлаждении. С другой стороны, атомы халькогена, связанные с соседними атомами лишь двумя химическими связями, играют роль шарниров , благодаря которым отдельные фрагменты молекулы могут легко поворачиваться относительно друг друга. Это позволяет таким молекулам принимать разнообразные геометрические формы в зависимости от расположения соседних молекул, что также препятствует перестройке атомов в кристаллическую решетку, т, е. кристаллизации материала. [c.12]

Согласно первой теореме подобия, процессы и явления в трех рассматриваемых категориях должны быть общими и пропорциональными [65]. В нашем случае соблюдается подобие химических, физических, физико-химических и электрохимических процессов и явлений. Так, очевидно, что основой ПИНС, как и основой любых нефтепродуктов, является химическое строение веществ, стерические факторы, полярность и поляризуемость молекул, энергии основных химических связей (ковалентная, координационная, ионная связь) и молекулярные взаимодействия — электроно-донорно-акцепторные (эда-взаимодей-ствия), комплексы с переносом заряда (кпз), водородные связи, взаимодействия, обусловленные силами Ван-дер-Ваальса (индукционное, ориентационное, дисперсионное взаимодействие), комплексы свободных стабильных радикалов (кср), а сле- [c.41]

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ, тип связи, промежуточный между ковалентной химической связью и невалентным межат. вз-ствием и осуществляющийся с участием атома водорода, расположенного либо между молекулами, либо между атомами внутри молекулы. Примером межмолекулярной В. с. явл. связь между молекулами воды Н—О—Н- -0< д внутри- и межмолекулярные B. . типаN—Н О часто встречаются в биополимерах — белках, нуклеиновых кислотах и пр. [c.81]

Обменное взаимодействие. Химическая связь. Молекула представляет собой связ. систему ядер и эл-нов, между к-рыми действуют электрические (кулоновские) силы (притяжения и отталкивания). Т. к. ядра значительно тяжелее эл-нов, эл-ны движутся гораздо быстрее и образуют нек-рое распределение отрицат. заряда, в поле к-рого находятся ядра. В классич. механике и электростатике доказывается, что система такого типа не имеет устойчивого равновесия. Поэтому, даже если принять устойчивость атомов (к-рую нельзя объяснить на основе законов классич. физики), невозможно без специфически квантовомеханич. закономерностей объяснить устойчивость молекул. Особенно непонятно с точки зрения классич. представлений существование молекул из одинаковых атомов, т. е. с ковалентной хим. связью (напр., простейшей молекулы — На). Оказалось, что св-во антисимметрии электронной волн, ф-ции так изменяет хар-р вз-ствия эл-нов, находящихся у разных ядер, что возникновение такой связи становится возможным. [c.260]

До квантовой механики (и даже после ее полного ста новления) в научно-исследовательской практике очень большое хождение имело представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т. е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных о межъядерных расстояниях в молекулах и кристаллах. Предполагалось, что атомы представляют собой несжимающиеся шары, которые соприкасаются своими поверхностями. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические. Эффективные радиусы, найденные из кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными. Металлические и ковалентные радиусы вычислялись как половина межъядерного расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллической решетке металла или кристалла соответствующего простого вещества. [c.20]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ—межатомное взаимодействие, приводящее к образованию молекул или молекулярных соединений. X. с. отличается от др. межатомных взаимодействий тем, что при её возникновении происходит перестройка электронных оболочек связывающих атомов, X. с. осуществляется либо путём перехода одного или неск. электронов одного атома к другому (ионная, или э л е к -тровалентная, X. с.), либо обобществлением электронов парой (группой) атомов (ковалентная, или гомео-поляркая, X. с.). Устойчивость образующейся системы атомов (молекулы) объясняется тем, что её энергия меньше суммарной энергии свободных атомов разность этих энергий наз. энергией X. с она обычно —200— 1000 кДж/моль (2—10 эВ). [c.405]

Механизмы поляризации веществ различны и зависят от характера химической связи (рис. 31). Например, в ионных кристаллах (Na l и др.) поляризация является результатом деформации электронных оболочек отдельных ионов (электронная поляризация) и сдвига ионов относительно друг друга (ионная поляризация). В кристаллах с ковалентной связью (например, в алмазе) поляризация обусловлена главным образом смещением электронов, осуществляющих химическую связь. В полярных диэлектриках (например, в твердом HjS), в которых молекулы или радикалы представляют собой [c.92]

Атомы в ковалентных кристаллах связаны химическими силами, природа которых была рассмотрена в главе 1. Например, атом углерода образует четыре сильные гибридные связи в тет--раэдрических направлениях, и в алмазе атомы углерода соединяются в тетраэдрическую решетку (рис. 5). Каждая связь локализована и осуществляется парой электронов с антипараллельными спинами. Твердое тело представляет собой по существу одну гигантскую молекулу. Поскольку каждый атом сильно связан с соседями, для кристалла характерны высокие значения твердости, сопротивления пластической деформации, температуры и теплоты плавления. Типичные ковалентные кристаллы образуют элементы IV группы периодической системы помимо углерода, это кремний, германий и серое олово. Такие же локализованные парные связи с тетраэдрической симметрией возникают в кристалле карборунда (Si ) между чередующимися атомами кремния и углерода. Различие электроотрицательностей у этих элементов мало, и связи не имеют заметной полярности. [c.20]

В заключение отметим еще один основной тип связи, действующий между молекулами, уже образованными ковалентными или ионными связями, и приводящий к кристаллическим структурам с отчетливо сохраняемой химической тождественностью молекул. Примером такой связи служит решетка 8102. Эта молекулярная или, как её называют, ван-дер-ваальсовская связь возникает между нейтральными атомами, находящимися в такой непосредственной близости, что их электронные облака подчинены дальнодействующим силам взаимодействия орбитных электронов соответственно обоих облаков. Возникающие при резонансе электронов соответствующих орбит поляризационные силы понижают общий потенциал пропорционально 1/г и ведут, таким образом, к притяжению атомов или молекул. Эти ван-дер-ваальсовские силы относительно слабы по сравнению с другими силами связи, но все же значительны в некоторых к ристалличе-ских решетках и особенно в случае поверхностных явлений. В газообразном состоянии фтор и хлор связаны ковалентными связями, в твердом же состоянии они удерживаются ван-дер-вааль-совокими силами в виде кристаллической решетки. Невысокая точка кипения галоидов (Рг — 187° С С г — 34,6° С Вгг — 58,78° С) является признаком их слабой связи. Когда ковалентные связи атомов с высокой валентностью распределяются между двумя соседними атомами, образуются очень большие молекулы, которые могут принять форму либо спиральных структур, как в случае селена и серы, либо двухмерных решеток, как у сурьмы. Четырехвалентные атомы ведут к образованию трехмерных решеток, как, например, в случае алмаза, кремния, германия и олова, где каждый атом расположен в центре тетраэдра, а координационное число равно четырем. [c.159]

Рассмотрим далее молекулярную структуру при нестехиомет-рических составах. В случае Т1—Те было обнаружено, что ожидаемое электронное поведение сушественно различно в зависимости от того, образует ли избыточный элемент химические связи (Т1гТе+Те) или нет (T Te-fTl). Сильная ионная связь М—А не запрещает ковалентного связывания избыточных атомов А. Например, кажется возможным, что в сплавах Na—Те могут существовать цепные молекулы ионов (Te ) - в области составов, богатых Те. Лучшим аргументом в пользу такого поведения служит способность избыточного элемента образовывать ковалентные связи с самим собой. Это наводит на мысль, что элементы групп IVB, VB и VIB периодической системы, особенно более легкие, могут связываться ковалентно, когда отклонения от стехиометрии происходят за счет их избытка. Тяжелые элементы из групп IV и V, такие как Sn или Bi, по-вндимому, действуют подобно элементам групп И и III и вступают в металлическую связь, когда находятся в избытке. С другой стороны, электронное поведение сплавов As Se, обсуждаемое в 8, приводит к представлению о ковалентном типе связи As и Se, когда они находятся в избытке по сравнению с составом As2Se3 [138, 139]. Аналогично электрические свойства многих сплавов Те и Se указывают на ковалентное связывание избыточного халькогена. [c.182]

В кристалле алмаза силы межатомного взаимодействия приводят к образованию нормальных ковалентных связей, мы можем в связи с этим считать кристалл за одну гигантскую молекулу. В металлах атомы связаны внешиими электронами, числа которых не хватает для образования ковалентных связей. Если такой тип металлической связи считать за определенный вид химического взаимодействия, то металлический кристалл также можно считать гигантской молекулой и все промежуточные фазы в сплавах, так же как и первичные твердые растворы, можно рассматривать как включающие в себя химические сочетания, однако при этом нет необходимости представлять это как образование каких-либо индивидуальных молекул соединения. [c.160]

Различают четыре типа химических связей, действующих в твердых телах. Применительно к электронной плотности в кристаллической р ешетке это деление может быть представлено схематически [39, 1] следующим образом (фиг. 75). Ионная (гетерополярная) связь (ы) характеризуется переходом электрона от положительно заряженного иона к отрицательному. В этом случае электронная плотность между двумя ионами доходит до нуля. Атомная, ковалентная связь (а) характерна наличием электронной плотности между двумя атомами, так как часть электронов, связывающих атомы, в этом случае принадлежит им обоим. Молекулярная связь (в) характеризуется наличием промежутков между отдельными молекулами с нулевой электронной плотностью. Наконец, [c.98]

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ (от лат. со -совместно и valens — имеющий силу) (гомеополярная связь), химическая связь между двумя атомами, возникающая при обобществлении эл-нов, принадлежавших этим атомам. К. с. соединены атомы в молекулах простых газов (Hg, lg и т. п.) и соединений (HgO, NH3, H l), а также атомы мн. органич. молекул. Число обобществлённых электронных пар наз. кратностью К. с. См. Межатомное взаимодействие. КОВАРИАНТНОСТЬ (от лат. со -совместно и varians — изменяющийся), форма записи физ. величин и ур-ний, непосредственно отражающая хар-р их изменения (векторный, спинор-ный, тензорный и т. д.) при преобразованиях системы пространственно-временных координат. Примером может служить представление энергии ё и импульса р в относительности теории в виде четырёхмерного импульса р с компонентами рц, )а=0, [c.291]

Ковалентная связь имеет то же происхождение, что и связь в гамополярных молекулах (Нг, СЬ, Ь,.- ), она обусловлена обменным электронным взаимодействием между атомами. В молекулярных кристаллах (Нг, СЬ, Ь,---) ковалентная связь локализована между ядрами в молекуле, молекулы удерживаются вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Однако в случае алмаза или графита несколько валентных электронов являются общими для атома и ряда его соседей, и поэтому невозможно выделить какую-либо группу атомов, которую можно рассматривать как химически насыщенную (рис. 2.7). С этой точки зрения кристалл алмаза представляет собой огромную молекулу. [c.75]

Прочность адгезионной связи между волокнами и матрицей оказывает решающее влияние на прочность композиций с короткими волокнами. Необходимо добиваться максимальной сдвиговой прочности по границе раздела волокно — полимер. В промышленности стеклопластиков успешно применяются аппреты, способствующие повышению адгезионной прочности стеклянных волокон к полиэфирным и эпоксидным смолам. Физико-химические процессы, протекающие при аппретировании стеклянных волокон, изучены достаточно хорошо [63]. В качестве аппретов обычно используют кремнийорганические соединения, в которых органический радикал совместим с полимерной матрицей. При гидролизе одной или нескольких связей =Si—OR в молекуле аппрете образуются силанольные группы =Si—ОН, способные реагировать с аналогичными группами гидрофильной поверхности стеклянных волокон. Теоретически мел<ду стеклом и полимерной матрицей образуются ковалентные связи. Важнейшей особенностью стеклопластиков с обработанными аппретами стеклянными волокнами является значительно меньшая потеря ими прочности и жесткости при выдержке во влажной среде. Аппреты повышают прочность при изгибе и сдвиге однонаправленных стеклопластиков, однако они оказывают значительно меньший эффект на прочность при растяжении. В полимерных композициях с короткими волокнами использование аппретов целесообразно, если они обеспечивают заметное улучшение их свойств. В полиэфирных и эпоксидных стеклопластиках адгезионная прочность между стеклянным волокном и связующим достаточно высока и без использования аппретов вследствие хорошего смачивания волокон жидкими смолами, однако в термопластах, наполненных волокнами любых типов, значительно труднее добиться хорошего смачивания волокон полимерами и высокой адгезионной прочности между ними. Большое число исследований проведено по нахождению усло-, ВИЙ аппретирования стеклянных волокон, вводимых в термопла- [c.97]

Рассмотрим теперь наиболее интересный класс эксимерных лазеров, в которых атом инертного газа (например, Аг, Кг, Хе) в возбужденном состоянии соединяется с атомом галогена (например, F, С1), что приводит к образованию эксимерагалоге-нидов инертных газов. В качестве конкретных примеров укажем ArF (Я, = 193 нм), KrF (А, = 248 нм), ХеС1 (А, =309 нм) и ХеР (А, = 351 нм), которые генерируют все в УФ-диапазоне. То, почему галогениды инертных газов легко образуются в возбужденном состоянии, становится ясным, если учесть, что в возбужденном состоянии атомы инертных газов становятся химически сходными с атомами щелочных металлов, которые, как известно, легко вступают в реакцию с галогенами. Эта аналогия указывает также на то, что в возбужденном состоянии связь имеет ионный характер в процессе образования связи возбужденный электрон переходит от атома инертного газа к атому галогена, Поэтому подобное связанное состояние также называют состоянием с переносом заряда, Рассмотрим теперь подробнее КгР-лазер, так как он представляет собой один из наиболее важных лазеров данной категории. На рис, 6.26 приведена диаграмма потенциальной энергии молекулы KrF, Верхний лазерный уровень является состоянием с переносом заряда и ионной связью, которое при R = oo отвечает состоянию положительного иона Кг и состоянию 5 отрицательного иона F. Поэтому энергия при R = оо равна потенциалу ионизации атома криптона минус сродство атома фтора к электрону. При больших межъядерных расстояниях кривая энергии подчиняется закону Кулона. Таким образом, потенциал взаимодействия между двумя ионами простирается на гораздо большее расстояние (5— ЮЛ), чем в случае, когда преобладает ковалентное взаимодействие (ср., например, с рис, 6.24), Нижнее состояние имеет ковалентную связь и при R = oo отвечает состоянию 5 атома криптона и состоянию атома фтора. Таким образом, в основном состоянии атомные состояния инертного газа и галогена меняются местами. В результате взаимодействия соответствующих орбиталей верхнее и нижнее состояния при малых межъядерных расстояниях расщепляются на состояния 2 и П. Генерация происходит на переходе поскольку он имеет наибольшее [c.383]

Резина и резиноподобные материалы испытывают большие деформации при умеренных напряжениях, так как их молекулы состоят из длинных цепей химических соединений, обычно называемых йономераМи, которые связаны друг с другом более или менее свободно вращающимися ковалентными связями, образуя цепи. Движение каждого мономера ограничивается не только ковалентными связями, связывающими его с соседними мономерами, но и наличием химических перекрестных связей между цепями в нескольких точках по длине полимерных молекул. На молекулярном уровне такие материалы "можно, следовательно, представить состоящими из трехмерной колеблющейся сети, образованной связанными между собой цепями с фиксированными точками соединения на граничной поверхности материала. Статистическая теория такой молекулярной, модели резиноподобных материалов развита до различных ступеней сложности многими авторами (см. [6]). Хотя детали и методы подхода, принятые в различных теориях, отличны друг от друга и служили до недавнего времени предметом споров, они имеют много общего и большинство из Них согласуется друг с другом по существу. В частности, все теории предсказывают, что, если резиноподобный материал подвергается конечной деформации [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...