Les électrons qui forment une orbitale sphérique sont appelés. Orbitales atomiques

La fonction d'onde (7), qui décrit l'état de l'électron, est appelée orbitale atomique(AO).

Nombres quantiques. En mécanique quantique, chaque AO est définie par trois nombres quantiques.

Nombre quantique principal n. Peut prendre des valeurs entières de 1 à ∞. Le nombre quantique principal détermine :

numéro de niveau d'énergie ;

gamme d'énergie des électrons situés à ce niveau;

tailles orbitales ;

le nombre de sous-niveaux d'un niveau d'énergie donné (le premier niveau est constitué d'un sous-niveau, le deuxième de deux, le troisième de trois, etc.) ;

Dans le tableau périodique des éléments valeur maximum Le nombre quantique principal correspond au numéro de période.

Nombre quantique orbital je.Détermine le moment cinétique orbital (impulsion) de l'électron, valeur exacte son énergie et la forme des orbitales. Peut prendre les valeurs 0, 1, 2, 3, …, ( n-1).

Orbitale atomique– image géométrique de la fonction d'onde d'un électron ψ, qui représente la région de présence la plus probable d'un électron dans un atome. Il limite la région de l'espace dans laquelle la probabilité de trouver un électron a une certaine valeur (90 ... 99 %). Parfois, une orbitale est appelée la surface limite de cette région et, dans les dessins, en règle générale, une section transversale de cette région est représentée par un plan passant par l'origine des coordonnées et se trouvant dans le plan du dessin. Le centre du noyau atomique est placé à l'origine. Le concept d’« orbitale », contrairement à « orbite », n’implique pas la connaissance des coordonnées exactes de l’électron. Le nombre quantique orbital détermine la forme de l’orbitale atomique. À je=0 est une sphère, avec je=1 – volume huit (haltère), avec je=2 – rosette à quatre pétales.

Chaque valeur du nombre quantique principal correspond à n valeurs des nombres quantiques orbitaux je(Tableau 1). Par exemple, si n=1, alors je ne prend qu'une seule valeur ( je=0), n=2 – deux valeurs : 0 et 1, etc. Chaque valeur numérique je correspond à un certain Forme géométrique orbitales et se voit attribuer une désignation de lettre. Les quatre premières lettres de la désignation sont origine historique et lié au personnage raies spectrales. s, p, d, F– premières lettres mots anglais, utilisé pour nommer les raies spectrales : pointues (pointues), principales (principales), diffuses (diffuses), fondamentales (principales). Les désignations des autres orbitales sont données dans ordre alphabétique: g, h, …

Tableau 1

Valeurs des nombres quantiques principaux et orbitaux

La désignation de tout sous-niveau est déterminée par deux nombres quantiques - le principal (lors de l'écriture, la valeur numérique est indiquée) et orbital (lors de l'écriture, la désignation de la lettre est indiquée ; orbital ()la valeur numérique est indiquée par deux nombres quantiques - le principal). Par exemple, le sous-niveau d'énergie pour lequel n=2 et je=1, doit être désigné comme suit : 14h-sous-niveau. Toutes les orbitales avec la même valeur je Avoir le même formule géométrique et selon les valeurs du nombre quantique principal, ils diffèrent en taille. Par exemple, toutes les orbitales pour lesquelles je=0 (s-orbitales) sont à symétrie sphérique et diffèrent en taille en fonction de la valeur du nombre quantique principal. Plus la valeur est élevée n, plus la taille des orbitales est grande.

Nombre quantique magnétique m l.Détermine les valeurs possibles de la projection du moment cinétique orbital d'un électron sur une direction fixe dans l'espace (par exemple, sur l'axe z). Il accepte le négatif et valeurs positives je, dont zéro. Le nombre total de valeurs est de 2 je+1:

L'interaction dépend de la valeur du nombre quantique magnétique champ magnétique, créé par un électron, avec un champ magnétique externe. S'il n'y a pas de champ magnétique externe, alors l'énergie de l'électron dans l'atome ne dépend pas de m l. Dans ce cas, les électrons avec les mêmes valeurs n Et je, nez différentes significations m l ont la même énergie. S'il existe un champ magnétique externe, l'énergie des électrons avec des valeurs différentes m l varie.

DANS cas général le nombre quantique magnétique caractérise l'orientation de l'AO dans l'espace par rapport à force externe. Le nombre quantique magnétique détermine l'orientation de l'orbitale moment cinétique par rapport à une direction fixe.

Nombre total valeurs possiblesm l correspond au nombre de façons d'agencer les orbitales d'un sous-niveau donné dans l'espace, soit nombre total orbitales à ce sous-niveau (tableau 2).

Tableau 2

Nombre d'orbitales par sous-niveau

Nombre quantique orbital je=0 correspond à la seule valeur du nombre quantique magnétique m l=0. Ces valeurs je Et m l caractériser tout s-des orbitales qui ont la forme d'une sphère. Puisque dans ce cas le nombre quantique magnétique ne prend qu’une seule valeur, chaque sous-niveau s ne comprend qu’une seule orbitale. Considérons n'importe quel R.-sous-niveau. À je=1 les orbitales ont la forme d'haltères (volume huit), le nombre quantique magnétique prend valeurs suivantes: m l= -1, 0, +1. Ainsi, R.-le sous-niveau est constitué de trois AO, qui sont situés le long des axes de coordonnées qu'ils désignent ; px, p y, pz en conséquence (Fig. 1).

Riz. 1. Forme spatiale des orbitales atomiques s et p.

Pour d-sous-niveau je=2, m l= -2, -1, 0, +1, +2 (5 valeurs au total) et tout d-le sous-niveau se compose de cinq orbitales atomiques, qui sont situées d'une certaine manière dans l'espace (Fig. 2), et sont désignées respectivement.

Riz. 2. Forme spatiale des orbitales d-atomiques.

Quatre sur cinq d- les orbitales ont la forme de rosettes quadrilobées dont chacune est formée de deux haltères, la cinquième AO est un haltère avec un tore dans le plan équatorial (-orbital) et est située le long de l'axe z. Les lobes orbitaux sont situés le long des axes x et y. Les lobes orbitaux sont situés symétriquement entre les axes correspondants.

Le quatrième niveau d'énergie se compose de quatre sous-niveaux - s, p, d Et F. Les trois premiers d'entre eux sont similaires à ceux décrits ci-dessus, et le quatrième F-le sous-niveau est constitué de sept AO dont la forme spatiale est assez complexe et cette section pas considéré.

S. Goudsmit et J. Uhlenbeck pour décrire quelques effets subtils dans le spectre de l’atome d’hydrogène en 1925, ils ont émis l’hypothèse de la présence du propre moment cinétique de l’électron, qu’ils ont appelé rotation. Le spin ne peut pas être exprimé en termes de coordonnées et d’impulsions ; mécanique classique. Numéro de rotation s l'électron ne prend qu'une seule valeur, Projection égale vecteur de rotation dans une certaine direction champ externe(par exemple, sur un axe z) est déterminé nombre quantique de spinMS , qui peut prendre deux valeurs : MS =

Le concept de « spin » a été introduit pour caractériser un propriétés quantiquesélectron. Le spin est une manifestation effets relativistes au niveau microscopique.

L'électron possède quatre degrés de liberté. Le nombre quantique de spin ne prend que des valeurs discrètes : Ainsi, l'état d'un électron dans un atome est déterminé par un ensemble de valeurs de quatre nombres quantiques : n, je, m l, MS.

Désignation et structure des niveaux d'énergie électroniques. Définissons quelques termes utilisés pour clarifier signification physique nombres quantiques. Un groupe d'orbitales ayant les mêmes formes de nombres quantiques orbitaux sous-niveau d'énergie. L'ensemble de toutes les orbitales ayant la même valeur des principales formes de nombres quantiques niveau d'énergie.

La structure des niveaux électroniques atomiques peut être représentée de deux manières : sous la forme de formules électroniques et de diagrammes de diffraction électronique. Lors de l'écriture de formules électroniques, deux nombres quantiques n et l sont utilisés : le premier niveau est 1 s; seconde – 2 s, 2p; troisième – 3 s, 3p, 3d; quatrième – 4 s, 4p, 4d, 4F etc. (Tableau 3).

Tableau 3

Structure des niveaux d'énergie électronique d'un atome

La structure des niveaux électroniques est décrite plus en détail à l'aide de trois nombres quantiques : n, je, m l. Chaque JSC est classiquement représenté sous la forme de cellules quantiques, à côté desquelles sont placés un numéro de niveau et un symbole de sous-niveau.

Les orbitales existent indépendamment du fait qu'un électron y soit présent (orbitales occupées) ou absent (orbitales vacantes). L'atome de chaque élément, en commençant par l'hydrogène et en terminant par le dernier élément obtenu aujourd'hui, a ensemble complet toutes les orbitales à tous les niveaux électroniques. Leur remplissage en électrons se produit lorsque numéro de série, c'est-à-dire la charge du noyau.

s-Les orbitales, comme indiqué ci-dessus, ont une forme sphérique et, par conséquent, la même densité électronique dans la direction de chaque axe de coordonnées tridimensionnelles :

Au premier niveau électronique de chaque atome, il n'y a qu'un seul s- orbital. À partir du deuxième niveau électronique en plus de s- trois orbitales apparaissent également R.-orbitales. Ils ont la forme de huit en trois dimensions, voici à quoi ressemble la zone de l'emplacement le plus probable R.-électron dans la région du noyau atomique. Chaque R.-l'orbitale est située le long de l'un des trois axes mutuellement perpendiculaires, conformément à cela dans le nom R.-les orbitales indiquent, à l'aide de l'indice correspondant, l'axe le long duquel se situe sa densité électronique maximale :

DANS chimie moderne orbitale est un concept déterminant qui nous permet de considérer les processus de formation liaisons chimiques et analyser leurs propriétés, en se concentrant sur les orbitales des électrons qui participent à la formation de liaisons chimiques, c'est-à-dire électrons de valence, ce sont généralement des électrons du dernier niveau.

L'atome de carbone à l'état initial possède deux électrons dans le deuxième (dernier) niveau électronique. s-des orbitales (marquées en bleu) et un électron sur deux R.-orbitales (marquées en rouge et jaune), troisième orbitale – pz-vacant:

Hybridation.

Dans le cas où un atome de carbone participe à la formation de composés saturés (ne contenant pas de liaisons multiples), un s- orbitale et trois R.-les orbitales se combinent pour former de nouvelles orbitales qui sont des hybrides des orbitales originales (le processus est appelé hybridation). Le nombre d'orbitales hybrides est toujours égal au nombre d'orbitales originales, en dans ce cas, quatre. Les orbitales hybrides résultantes ont une forme identique et ressemblent extérieurement à des huit asymétriques en trois dimensions :

L'ensemble de la structure semble être inscrit dans tétraèdre régulier- un prisme assemblé à partir de triangles réguliers. Dans ce cas, les orbitales hybrides sont situées le long des axes d'un tel tétraèdre, l'angle entre deux axes quelconques est de 109°. Les quatre électrons de valence du carbone sont situés dans ces orbitales hybrides :

Participation des orbitales à la formation de liaisons chimiques simples.

Les propriétés des électrons situés dans quatre orbitales identiques sont équivalentes ; par conséquent, les liaisons chimiques formées avec la participation de ces électrons lors de l'interaction avec des atomes du même type seront équivalentes.

L'interaction d'un atome de carbone avec quatre atomes d'hydrogène s'accompagne du chevauchement mutuel d'orbitales hybrides allongées de carbone avec des orbitales sphériques d'hydrogène. Chaque orbitale contient un électron en raison du chevauchement, chaque paire d'électrons commence à se déplacer le long de l'orbitale moléculaire unie.

L'hybridation ne conduit qu'à une modification de la forme des orbitales au sein d'un atome, et le chevauchement des orbitales de deux atomes (hybrides ou ordinaires) conduit à la formation d'une liaison chimique entre eux. Dans ce cas ( cm. Figure ci-dessous), la densité électronique maximale est située le long de la ligne reliant deux atomes. Une telle connexion est appelée une connexion s.

DANS orthographe traditionnelle Les structures du méthane résultant utilisent un symbole de barre de valence au lieu d'orbitales qui se chevauchent. Pour une image tridimensionnelle d'une structure, la valence dirigée du plan de dessin vers le spectateur est représentée sous la forme d'une ligne continue en forme de coin, et la valence s'étendant au-delà du plan de dessin est représentée sous la forme d'un coin en pointillés. -ligne en forme :

Ainsi, la structure de la molécule de méthane est déterminée par la géométrie des orbitales hybrides du carbone :

La formation d'une molécule d'éthane est similaire au processus présenté ci-dessus, la différence est que lorsque les orbitales hybrides de deux atomes de carbone se chevauchent, Éducation SS- Connexions:

La géométrie de la molécule d'éthane ressemble au méthane, les angles de liaison sont de 109°, ce qui est déterminé par la disposition spatiale des orbitales hybrides du carbone :

Participation des orbitales à la formation de multiples liaisons chimiques.

La molécule d'éthylène est également formée avec la participation d'orbitales hybrides, mais une seule est impliquée dans l'hybridation s-orbital et seulement deux R.-orbitales ( px Et RU), troisième orbitale – pz, dirigé le long de l'axe z, ne participe pas à la formation d'hybrides. Des trois orbitales initiales naissent trois orbitales hybrides, situées dans le même plan, formant une étoile à trois rayons, les angles entre les axes sont de 120° :

Deux atomes de carbone attachent quatre atomes d'hydrogène et se connectent également les uns aux autres, formant une liaison C-C s :

Deux orbitales pz, qui n'ont pas participé à l'hybridation, se chevauchent, leur géométrie est telle que le chevauchement ne se produit pas le long de la ligne Connexions SS, et au-dessus et en dessous. En conséquence, deux régions avec une densité électronique accrue se forment, où se trouvent deux électrons (marqués en bleu et rouge), participant à la formation de cette liaison. Ainsi, une orbitale moléculaire est formée, composée de deux régions séparées dans l’espace. Une liaison dans laquelle la densité électronique maximale est située à l’extérieur de la ligne reliant deux atomes est appelée liaison p :

Deuxième caractéristique de valence dans la notation double liaison, largement utilisé pour représenter les composés insaturés depuis des siècles, dans compréhension moderne implique la présence de deux régions à densité électronique accrue situées le long de différents côtés lignes de communication S-S.

La structure de la molécule d'éthylène est déterminée par la géométrie des orbitales hybrides, la valence angle N-S-N– 120° :

Lors de la formation d'acétylène, un s-orbital et un px-orbitale (orbitales p y Et pz, ne participent pas à la formation des hybrides). Les deux orbitales hybrides résultantes sont situées sur la même ligne, le long de l'axe X:

Le chevauchement des orbitales hybrides entre elles et avec les orbitales des atomes d'hydrogène conduit à la formation de liaisons C-C et C-H, représentées par une simple ligne de valence :

Deux paires d'orbitales restantes p y Et pz chevaucher. Dans la figure ci-dessous, les flèches colorées montrent que, d'après des considérations purement spatiales, le chevauchement le plus probable d'orbitales ayant les mêmes indices xx Et ooh. En conséquence, deux liaisons p sont formées autour d’une simple liaison s C-C :

En conséquence, la molécule d’acétylène a la forme d’un bâtonnet :

Dans le benzène, le squelette moléculaire est constitué d'atomes de carbone ayant des orbitales hybrides composées d'un s- et deux R.-des orbitales disposées en forme d'étoile à trois rayons (comme l'éthylène), R.-les orbitales non impliquées dans l'hybridation sont représentées semi-transparentes :

Les orbitales vacantes, c'est-à-dire celles ne contenant pas d'électrons (), peuvent également participer à la formation de liaisons chimiques.

Orbitales de haut niveau.

À partir du quatrième niveau électronique, les atomes ont cinq d-orbitales, leur remplissage en électrons se produit à éléments de transition, en commençant par le scandium. Quatre d-les orbitales ont la forme de trèfles à quatre feuilles tridimensionnels, parfois appelés « feuilles de trèfle », elles ne diffèrent que par leur orientation dans l'espace, la cinquième d-orbital est un huit tridimensionnel enfilé dans un anneau :

d-Les orbitales peuvent former des hybrides avec s- Et p- orbitales. Possibilités d-les orbitales sont généralement utilisées pour analyser la structure et propriétés spectrales dans les complexes de métaux de transition.

À partir du sixième niveau électronique, les atomes en ont sept F-orbitales, leur remplissage en électrons se produit dans les atomes de lanthanides et d'actinides. F-Les orbitales ont une configuration assez complexe ; la figure ci-dessous montre la forme de trois des sept orbitales de ce type, qui ont même forme et orientés dans l'espace de différentes manières :

F-Les orbitales sont très rarement utilisées pour discuter des propriétés de divers composés, car les électrons qui s'y trouvent ne participent pratiquement pas aux transformations chimiques.

Perspectives.

Au huitième niveau électronique, il y a neuf g-orbitales. Les éléments contenant des électrons dans ces orbitales devraient apparaître dans la huitième période, alors qu'ils ne sont pas disponibles (l'élément n°118, dernier élément de la septième période, est attendu prochainement Tableau périodique, sa synthèse est réalisée à l'Institut commun de recherche nucléaire de Dubna).

Formulaire g-les orbitales, calculées par des méthodes de chimie quantique, sont encore plus complexes que celles de F-orbitales, la région de l'emplacement le plus probable de l'électron dans ce cas semble très bizarre. Indiqué ci-dessous apparence l'une des neuf orbitales de ce type :

En chimie moderne, les concepts d'orbitales atomiques et moléculaires sont largement utilisés pour décrire la structure et les propriétés réactionnelles des composés, ainsi que pour analyser les spectres de diverses molécules et, dans certains cas, pour prédire la possibilité de réactions.

Mikhaïl Levitski

La fonction d'onde est calculée par équation d'onde Schrödinger dans le cadre de l'approximation à un électron (méthode Hartree-Fock) comme fonction d'onde un électron situé dans un champ cohérent créé par le noyau d’un atome avec tous les autres électrons de l’atome.

E. Schrödinger lui-même considérait un électron dans un atome comme un nuage chargé négativement dont la densité est proportionnelle au carré de la valeur de la fonction d'onde au point correspondant de l'atome. Sous cette forme, le concept de nuage électronique a également été accepté en chimie théorique.

Cependant, la plupart des physiciens ne partageaient pas les convictions d'E. Schrödinger : il n'y avait aucune preuve de l'existence de l'électron sous la forme d'un « nuage chargé négativement ». Max Born a étayé l'interprétation probabiliste du carré de la fonction d'onde. En 1950, E. Schrödinger, dans l'article « Qu'est-ce que particule élémentaire? Je suis obligé d'adhérer aux arguments de M. Born, qui a obtenu prix Nobel en physique avec la mention « Pour Recherche basique dans la zone mécanique quantique, notamment pour l'interprétation statistique de la fonction d'onde.

Nombres quantiques et nomenclature orbitale

Distribution de densité de probabilité radiale pour les orbitales atomiques à différents n Et je.

• Nombre quantique principal n peut prendre n'importe quelle valeur entière positive, à partir de un ( n= 1,2,3, … ∞) et détermine énergie totaleélectron dans une orbitale donnée (niveau d'énergie) :

• Le nombre quantique orbital (également appelé nombre quantique azimutal ou complémentaire) détermine le moment cinétique de l'électron et peut prendre des valeurs entières de 0 à n - 1 (je = 0,1, …, n- 1). Le moment cinétique est donné par la relation

Les désignations des lettres pour les orbitales atomiques proviennent de la description des raies spectrales dans spectres atomiques: s (pointu) - une série nette dans les spectres atomiques, p (principal)- maison, d (diffuser) - diffus, F (fondamental) - fondamental.

• Nombre quantique magnétique m l détermine la projection du moment cinétique orbital sur la direction du champ magnétique et peut prendre des valeurs entières comprises entre - je avant je, dont 0 ( m l = -je … 0 … je):

Dans la littérature, les orbitales sont désignées par une combinaison de nombres quantiques, le nombre quantique principal étant désigné par un nombre, le nombre quantique orbital par la lettre correspondante (voir tableau ci-dessous) et le nombre quantique magnétique par une expression en indice montrant la projection de l'orbitale sur les axes cartésiens x, y, z, par exemple 2p x, 3D xy, 4f z(x²-y²). Pour les orbitales de la couche électronique externe, c'est-à-dire dans le cas de la description d'électrons de valence, le nombre quantique principal dans la notation orbitale est généralement omis.

Représentation géométrique

Représentation géométrique d'une orbitale atomique - une région de l'espace délimitée par une surface densité égale(surface d'équidensité) probabilité ou charge. La densité de probabilité sur la surface limite est choisie en fonction du problème à résoudre, mais généralement de telle manière que la probabilité de trouver un électron dans zone limitée se situe dans la plage de valeurs 0,9-0,99.

Puisque l’énergie des électrons est déterminée Interaction coulombienne et donc la distance au noyau, puis le nombre quantique principal n définit la taille de l’orbitale.

La forme et la symétrie de l'orbitale sont déterminées par les nombres quantiques orbitaux je Et m: s-les orbitales sont à symétrie sphérique, p, d Et F-les orbitales ont plus forme complexe, déterminé par les parties angulaires de la fonction d'onde - fonctions angulaires. Fonctions angulaires Y lm (φ , θ) - fonctions natives opérateur du carré du moment cinétique L², en fonction des nombres quantiques je Et m(voir Fonctions sphériques), sont complexes et décrites dans coordonnées sphériques(φ, θ) dépendance angulaire de la probabilité de trouver un électron dans le champ central de l'atome. La combinaison linéaire de ces fonctions détermine la position des orbitales par rapport aux axes de coordonnées cartésiennes.

Pour les combinaisons linéaires Y lm les notations suivantes sont acceptées :

Un facteur supplémentaire parfois pris en compte dans représentation géométrique, est le signe de la fonction d'onde (phase). Ce facteur est significatif pour les orbitales avec un nombre quantique orbital je, différent de zéro, c'est-à-dire ne pas avoir symétrie sphérique: le signe de la fonction d'onde de leurs « pétales » situés de part et d'autre du plan nodal est opposé. Le signe de la fonction d'onde est pris en compte dans la méthode des orbitales moléculaires MO LCAO (orbitales moléculaires comme combinaison linéaire d'orbitales atomiques). Aujourd'hui, la science sait équations mathématiques, décrivant figures géométriques, représentant les orbitales (en fonction des coordonnées électroniques en fonction du temps). Ce sont les équations vibrations harmoniques reflétant la rotation des particules dans tous les degrés de liberté disponibles - rotation orbitale, spin,... L'hybridation des orbitales est représentée comme une interférence de vibrations.

Remplissage des orbitales avec des électrons et configuration électronique d'un atome

Chaque orbitale ne peut contenir plus de deux électrons, différant par la valeur du nombre quantique de spin s(dos). Cette interdiction est déterminée par le principe de Pauli. L'ordre de remplissage des orbitales de même niveau avec des électrons (orbitales avec la même valeur du nombre quantique principal n) est déterminé par la règle de Klechkovsky, l'ordre dans lequel les électrons remplissent les orbitales d'un sous-niveau (orbitales avec les mêmes valeurs du nombre quantique principal n et nombre quantique orbital je) est déterminé par la règle de Hund.

Brève entrée répartition des électrons dans un atome sur les différentes couches électroniques de l'atome, en tenant compte de leurs nombres quantiques principaux et orbitaux n Et je appelé

ORBITAL

ORBITAL, en PHYSIQUE DES PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - la surface de l'espace autour du NOYAU atomique dans laquelle les ÉLECTRONS peuvent se déplacer. Manger Grande chance la présence d'un électron dans une telle orbitale. Il peut contenir un ou deux électrons. L'orbitale a une forme et une énergie correspondant au NOMBRE QUANTIQUE de l'atome. Dans les molécules, les électrons de liaison se déplacent dans le champ électrique combiné de tous les noyaux. Dans ce cas, les orbitales atomiques deviennent des orbitales moléculaires, des régions qui entourent deux noyaux possédant une énergie caractéristique et contenant deux électrons. Ces orbitales moléculaires, formées d'orbitales atomiques, constituent des LIAISONS CHIMIQUES.

Les orbitales atomiques décrivent la surface autour du noyau d'un atome, qui contient très probablement des électrons. On peut aussi les appeler « nuages ​​énergétiques ». Leur existence explique les liaisons chimiques. Les électrons sont contenus dans des atomes ou structures moléculaires, s'alignant dans les niveaux d'énergie. Le premier niveau est caractérisé par un seul type d’électron : il possède une seule orbitale s (A), représentée par rapport aux axes x, y et z de l’atome. Quantité maximale les électrons qui peuvent être dessus niveau d'énergie, est égal à deux. Pour le deuxième type d'électrons, l'orbitale a la forme de deux sphères connectées situées symétriquement par rapport au noyau. Une telle orbitale est appelée orbitale p (B). V atome trois de ces orbitales, et elles sont situées à angle droit les unes par rapport aux autres (1,2, 3). Les orbitales qui ont des formes sphériques régulières sont classiquement désignées sous le nom de nuages ​​​​en forme de poire pour clarté de l'image. De plus, il existe également cinq orbitales d (C-G), chacune constituée de quatre lobes en forme de poire sur deux axes perpendiculaires, se coupant au niveau du noyau G - une combinaison de deux orbitales p.

Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique.

Voyez ce qu'est « ORBITAL » dans d'autres dictionnaires :

Orbitale : Orbitale atomique. Orbitale moléculaire. Une liste des significations d’un mot ou d’une expression avec des liens vers des articles pertinents. Si vous venez ici de... Wikipédia

orbital- est l'ensemble complet des fonctions d'onde d'un électron situé dans le champ des nucléides et le champ moyenné de tous les autres électrons interagissant avec les mêmes nucléides. L'orbitale atomique est l'état autorisé d'un électron dans un atome, une image géométrique,... ... Termes chimiques

Fonction de variables spatiales d'un électron, qui a la signification d'une fonction d'onde d'un électron situé dans le champ d'un noyau atomique ou moléculaire. Si une telle fonction prend en compte le spin de l'électron, alors elle est appelée. spin O. Pour plus de détails, voir Orbitale moléculaire... ... Encyclopédie physique

orbital- orbitale. physique Fonctions d'onde atomiques et moléculaires d'un électron situé dans le champ d'un ou plusieurs noyaux atomiques et dans le champ moyen de tous les autres électrons de l'atome ou de la molécule en question. NES 2000… Dictionnaire historique Gallicismes de la langue russe

- (du latin orbita path, track), fonction d'onde décrivant l'état d'un électron dans un atome, une molécule, etc. système quantique. Dans le cas général, la chimie quantique. le terme O. est utilisé pour toute fonction qui dépend des variables x, y, z de un... ... Encyclopédie chimique

orbital- orbitalė statusas T sritis chemija apibrėžtis Banginė funkcija, apibūdinanti elektrono judėjimą atome arba molekulėje; erdvė, kurioje elektrono buvimas labiausiai tikėtinas. atitikmenys : engl. rus orbital. orbital... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

orbital- orbitalė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. vok orbital. Orbital, en Russie. orbitale, f pran. orbitale, f … Fizikos terminų žodynas

orbital- orbite al, et... Dictionnaire d'orthographe russe

orbital- Avec. Orbite Buencha Bashkaryl Torgan. Orbite buencha ici kört it torgan yaki shunyn ichtchen bilgelängen… Tatar telen anlatmaly suzlege

orbital- Une fonction des variables spatiales d'un électron, qui a la signification de la fonction d'onde d'un électron individuel dans le domaine du noyau atomique ou moléculaire effectif... Dictionnaire explicatif terminologique polytechnique

Livres

• Ensemble de tableaux. Chimie. Structure de la matière (10 tableaux), . Album pédagogique de 10 feuilles. La structure de l'atome. Orbitale électronique. Modèles d'atomes de certains éléments. Cristaux. Liaison chimique. Valence. État d'oxydation. Isométriques. Homologie. Art...

Orbitale atomique- fonction d'onde à un électron obtenue en résolvant l'équation de Schrödinger pour un atome donné ; est donné par : le principal n, l'orbital et le m magnétique - nombres quantiques. L'électron unique d'un atome d'hydrogène forme une orbitale sphérique autour du noyau - un nuage d'électrons sphérique, comme une boule de laine duveteuse ou une boule de coton enroulée de manière lâche.

Les scientifiques ont convenu d'appeler l'orbitale atomique sphérique s orbitale. C'est le plus stable et il est situé assez près du noyau. Plus l'énergie d'un électron dans un atome est grande, plus il tourne vite, plus sa zone de résidence s'étend et se transforme finalement en forme d'haltère p-orbitale:

Hybridation orbitale- un processus hypothétique de mélange de différentes orbitales (s, p, d, f) de l'atome central d'une molécule polyatomique avec apparition d'orbitales identiques et équivalentes dans leurs caractéristiques.

5.Modèle tétraédrique de l'atome de carbone. La théorie de la structure de Butlerov

La théorie de la structure chimique des substances organiques a été formulée par A. M. Butlerov en 1861.

Dispositions de base théorie de la structure se résume à ce qui suit :

1) dans les molécules, les atomes sont connectés les uns aux autres dans un certain ordre en fonction de leur valence. L’ordre dans lequel les atomes se lient est appelé structure chimique ;

2) les propriétés d'une substance dépendent non seulement des atomes et en quelle quantité sont inclus dans sa molécule, mais aussi de l'ordre dans lequel ils sont connectés les uns aux autres, c'est-à-dire de la structure chimique de la molécule ;

3) les atomes ou groupes d'atomes qui forment une molécule s'influencent mutuellement.

Idées de base sur structure chimique, posés par Butlerov, ont été complétés par Van't Hoff et Le Bel (1874), qui ont développé l'idée de​​la disposition spatiale des atomes dans une molécule organique. in-va et a soulevé la question de la configuration spatiale et de la conformation des molécules. Le travail de Van't Hoff a marqué le début de l'orientation de l'org. Chimie - stéréochimie - étude de la structure spatiale. Van't Hoff a proposé un modèle tétraédrique de l'atome de carbone - les quatre valences de l'atome de carbone dans le méthane sont dirigées vers les quatre coins du tétraèdre, au centre duquel se trouve un atome de carbone, et aux sommets se trouvent des atomes d'hydrogène.

Acides carboxyliques insaturés

Propriétés chimiques.
Propriétés chimiques des insaturés acides carboxyliques en raison à la fois des propriétés du groupe carboxyle et des propriétés de la double liaison. Les acides à double liaison située à proximité du groupe carboxyle - acides alpha, bêta-insaturés - ont des propriétés spécifiques. Dans ces acides, l’ajout d’halogénures d’hydrogène et l’hydratation vont à l’encontre de la règle de Markovnikov :

CH 2 =CH-COOH + HBr -> CH 2 Br-CH 2 -COOH

Avec une oxydation minutieuse, des acides dihydroxylés se forment :

CH 2 =CH-COOH + [O] + H 2 0 -> HO-CH 2 -CH(OH)-COOH

Lors d'une oxydation vigoureuse, la double liaison est rompue et un mélange de différents produits se forme, à partir duquel la position de la double liaison peut être déterminée. L'acide oléique C 17 H 33 COOH est l'un des acides supérieurs les plus importants acides insaturés. C'est un liquide incolore qui durcit à froid. Son formule structurelle: CH 3 -(CH 2) 7 -CH=CH-(CH 2) 7 -COOH.

Dérivés d'acide carboxylique

Dérivés d'acide carboxylique- ce sont des connexions dans lesquelles Groupe hydroxyle l'acide carboxylique est remplacé par un autre groupe fonctionnel.

Éthers - matière organique ayant formule R-O-R", où R et R" sont des radicaux hydrocarbonés. Il convient toutefois de tenir compte du fait qu'un tel groupe peut faire partie d'autres groupes fonctionnels composés qui ne sont pas des éthers

Esters(ou esters) - dérivés d'oxoacides (à la fois carboxyliques et inorganiques) de formule générale R k E(=O) l (OH) m, où l ≠ 0, étant formellement les produits du remplacement des atomes d'hydrogène des fonctions acides hydroxyles -OH par un reste hydrocarboné (aliphatique, alcényle, aromatique ou hétéroaromatique) ; sont également considérés comme des dérivés acylés d'alcools. Dans la nomenclature IUPAC, les esters comprennent également les dérivés acyles d'analogues chalcogénures d'alcools (thiols, sélénols et tellurènes).

Différer éthers(éthers), dans lesquels deux radicaux hydrocarbonés sont reliés par un atome d'oxygène (R 1 -O-R 2)

Amides- les dérivés d'oxoacides (aussi bien carboxyliques que minéraux) R k E(=O) l (OH) m, (l ≠ 0), étant formellement les produits de substitution des groupes hydroxyles -OH de la fonction acide par un groupe amino (non substitué et substitué); sont également considérés comme des dérivés acylés d'amines. Les composés avec un, deux ou trois substituants acyle au niveau de l'atome d'azote sont appelés amides primaires, secondaires et tertiaires, également appelés imides.

Amides d'acides carboxyliques - carboxamides RCO-NR 1 R 2 (où R 1 et R 2 sont un atome d'hydrogène, un groupe acyle ou alkyle, aryle ou autre radical hydrocarboné) sont généralement appelés amides ; dans le cas d'autres acides, conformément aux recommandations de l'UICPA, lors de la dénomination d'un amide, le nom du résidu acide est indiqué en préfixe, par exemple, amides des acides sulfoniques RS(=O 2 NH 2) sont appelés sulfamides.

Chlorure d'acide carboxylique(chlorure d'acyle) est un dérivé d'un acide carboxylique dans lequel le groupe hydroxyle -OH dans le groupe carboxyle -COOH est remplacé par un atome de chlore. La formule générale est R-COCl. Le premier représentant avec R=H (chlorure de formyle) n'existe pas, bien qu'un mélange de CO et de HCl dans la réaction de Gattermann-Koch se comporte comme le chlorure d'acide formique.

Reçu

R-COOH + SOCl 2 → R-COCl + SO 2 + HCl

Nitriles- composés organiques formule générale R-C≡N, dérivés formellement substitués en C de l'acide cyanhydrique HC≡N

Capron(poly-ε-caproamide, nylon-6, polyamide 6) - fibre polyamide synthétique obtenue à partir du pétrole, un produit de polycondensation du caprolactame

[-HN(CH 2) 5 CO-] n

Dans l'industrie, il est obtenu par polymérisation d'un dérivé

Nylon(Anglais) nylon) est une famille de polyamides synthétiques utilisés principalement dans la production de fibres.

Les deux types de nylon les plus courants sont le polyhexaméthylène adipinamide ( anid(URSS/Russie), nylon 66 (USA)), souvent appelé nylon proprement dit, et poly-ε-caproamide ( nylon(URSS/Russie), nylon 6 (USA)). D'autres espèces sont également connues, par exemple le poly-ω-énanthoamide ( enant(URSS/Russie), nylon 7 (USA)) et poly-ω-undécanamide ( undécane(URSS/Russie), nylon 11 (USA), Rilsan (France, Italie)

Formule des fibres d'anide : [-HN(CH 2) 6 NHOC(CH 2) 4 CO-] n. L'anide est synthétisé par polycondensation d'acide adipique et d'hexaméthylènediamine. Pour garantir le rapport stœchiométrique 1:1 des réactifs requis pour obtenir un polymère avec un maximum masse moléculaire, un sel d'acide adipique et d'hexaméthylènediamine est utilisé ( AG-sel):

R = (CH 2) 4, R" = (CH 2) 6

Formule de fibre de nylon (nylon-6) : [-HN(CH 2) 5 CO-] n. La synthèse du capron à partir du caprolactame est réalisée par polymérisation hydrolytique du caprolactame selon le mécanisme « ouverture de cycle - addition » :

Les produits en plastique peuvent être fabriqués à partir de nylon rigide - ekolon, en injectant du nylon liquide dans un moule sous une plus grande pression, obtenant ainsi une plus grande densité du matériau.

Classification

ACIDES CÉTO- les substances organiques dont les molécules comprennent des groupes carboxyle (COOH-) et carbonyle (-CO-) ; servir de précurseurs à de nombreux composés qui jouent un rôle important fonctions biologiques dans l'organisme. Des troubles métaboliques importants qui surviennent dans un certain nombre de conditions pathologiques, s'accompagnent d'une augmentation de la concentration de certains acides cétoniques dans le corps humain

tautomérie céto-énol

Méthodes d'obtention des acides alpha et bêta céto

Les acides α-céto sont obtenus par oxydation d'acides α-hydroxy.

Les β-cétoacides, en raison de leur instabilité, sont obtenus à partir de esters Condensation de Claisen.

DANS chimie organique le terme « réaction d’oxydation » implique que c’est la organique composé, et l’agent oxydant est dans la plupart des cas un réactif inorganique.

Alcènes

KMnO 4 et H 2 O (milieu neutre)

3СH2=CH2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O = 3C 2 H 4 (OH) 2 + 2MnO 2 + 2KOH - équation complète

(environnement acide)

la double liaison est rompue :

R-СH 2 =CH 2 -R + [O] → 2R-COOH - équation schématique

Alkylarènes

Ethlbenzène-alkylarène

Cétones

Les cétones sont très résistantes aux agents oxydants et ne sont oxydées que par des agents oxydants puissants lorsqu'elles sont chauffées. Pendant le processus d'oxydation, une rupture se produit Connexions CC de part et d'autre du groupe carbonyle et en général on obtient un mélange de quatre acides carboxyliques :

L'oxydation d'une cétone est précédée de son énolisation, qui peut se produire aussi bien en milieu alcalin qu'acide :

Acide du vin(acide dihydroxysuccinique, acide tartrique, acide 2, 3-dihydroxybutanedioïque) HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH est un hydroxyacide dibasique. Les sels et anions de l'acide tartrique sont appelés tartrates.

Trois formes stéréoisomères d'acide tartrique sont connues : l'énantiomère D-(-) (en haut à gauche), l'énantiomère L-(+) (en haut à droite) et méso-forme (acide mésotatartrique) :

Diastéréomères- des stéréoisomères qui ne le sont pas reflets du miroir l'un l'autre . La diastéréomérisme se produit lorsqu'un composé possède plusieurs stéréocentres. Si deux stéréoisomères ont des configurations opposées de tous les stéréocentres correspondants, alors ce sont des énantiomères.

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Date de création de la page : 2017-07-13