Sferinę orbitą sudarantys elektronai vadinami. Atominės orbitos

Banginė funkcija (7), nusakanti elektrono būseną, vadinama atominė orbita(AO).

Kvantiniai skaičiai. Kvantinėje mechanikoje kiekvienas AO yra apibrėžtas trimis kvantiniais skaičiais.

Pagrindinis kvantinis skaičius n. Gali priimti sveikųjų skaičių reikšmes nuo 1 iki ∞. Pagrindinis kvantinis skaičius lemia:

energijos lygio numeris;

elektronų, esančių ties energijos diapazonu šis lygis;

orbitos dydžiai;

tam tikro energijos lygio sublygių skaičius (pirmasis lygis susideda iš vieno polygio, antrasis - iš dviejų, trečias - iš trijų ir tt);

Periodinėje elementų lentelėje maksimali vertė Pagrindinis kvantinis skaičius atitinka periodo numerį.

Orbitinis kvantinis skaičius l.Nustato elektrono orbitos kampinį momentą (impulsą), tikslią vertę jo energija ir orbitų forma. Gali būti 0, 1, 2, 3, …, ( n-1).

Atominė orbita– vieno elektrono banginės funkcijos ψ geometrinis vaizdas, kuris parodo labiausiai tikėtino elektrono buvimo atome sritį. Jis riboja erdvės sritį, kurioje tikimybė rasti elektroną turi tam tikrą reikšmę (90 ... 99%). Kartais orbita vadinama šios srities ribiniu paviršiumi, o brėžiniuose, kaip taisyklė, šios srities skerspjūvis vaizduojamas plokštuma, einančia per koordinačių pradžią ir esanti brėžinio plokštumoje. Atomo branduolio centras yra pradinėje vietoje. „Orbitos“ sąvoka, skirtingai nei „orbita“, nereiškia tikslių elektrono koordinačių žinojimo. Orbitos kvantinis skaičius lemia atominės orbitos formą. At l=0 yra sfera, su l=1 – aštuntas tomas (hantelis), su l=2 – keturių žiedlapių rozetė.

Kiekviena pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmė atitinka n orbitinių kvantinių skaičių reikšmės l(1 lentelė). Pavyzdžiui, jei n=1, tada l ima tik vieną reikšmę ( l=0), n=2 – dvi reikšmės: 0 ir 1 ir kt. Kiekviena skaitinė reikšmė l atitinka tam tikrą geometrine forma orbitalės ir jam priskiriamas raidinis žymėjimas. Pirmosios keturios pavadinimo raidės yra istorinė kilmė ir susiję su charakteriu spektrines linijas. s, p, d, f– pirmosios raidės Anglų kalbos žodžiai, naudojamas spektro linijoms įvardyti: aštrioji (aštrioji), pagrindinė (pagrindinė), difuzinė (išsklaidyta), pagrindinė (pagrindinė). Kitų orbitalių pavadinimai pateikti abėcėlės tvarka: g, h, …

1 lentelė

Pagrindinių ir orbitinių kvantinių skaičių reikšmės

Bet kurio polygio žymėjimą lemia du kvantiniai skaičiai - pagrindinis (rašant nurodoma skaitinė reikšmė) ir orbitinis (rašant nurodomas raidžių žymėjimas; orbitos ()skaitinė reikšmė nurodoma dviem kvantiniais skaičiais - pagrindinis). Pavyzdžiui, energijos polygis, kuriam n=2 ir l=1, turėtų būti žymimas taip: 2p- žemesnio lygio. Visos tos pačios vertės orbitos l turėti tą patį geometrinė formulė ir priklausomai nuo pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmių jie skiriasi dydžiu. Pavyzdžiui, visos orbitos, kurioms l=0 (s-orbitalės) yra sferiškai simetriškos ir skiriasi dydžiu, priklausomai nuo pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmės. Kuo didesnė vertė n, tuo didesnis orbitalių dydis.

Magnetinis kvantinis skaičius m l.Nustato galimas elektrono orbitinio kampinio momento projekcijos į fiksuotą kryptį erdvėje (pavyzdžiui, į ašį) reikšmes. z). Jis priima neigiamus ir teigiamas vertes l, įskaitant nulį. Bendras reikšmių skaičius yra 2 l+1:

Sąveika priklauso nuo magnetinio kvantinio skaičiaus reikšmės magnetinis laukas, sukurtas elektrono, su išoriniu magnetiniu lauku. Jei nėra išorinio magnetinio lauko, tai elektrono energija atome nepriklauso nuo m l. Šiuo atveju elektronai su tos pačios vertybės n Ir l, nosis skirtingos reikšmės m l turi tą pačią energiją. Jei yra išorinis magnetinis laukas, elektronų energija su skirtinga m l skiriasi.

IN bendras atvejis Magnetinis kvantinis skaičius apibūdina AO orientaciją erdvėje, palyginti su išorinė jėga. Magnetinis kvantinis skaičius lemia orbitos orientaciją kampinis momentas palyginti su kokia nors fiksuota kryptimi.

Bendras skaičius galimas vertesm l atitinka tam tikro polygio orbitalių išdėstymo erdvėje būdų skaičių, t bendras skaičius orbitalės šiame polygyje (2 lentelė).

2 lentelė

Orbitų skaičius polygyje

Orbitinis kvantinis skaičius l=0 atitinka vienintelę magnetinio kvantinio skaičiaus reikšmę m l=0. Šios vertybės l Ir m l apibūdinti viską s- orbitalės, turinčios rutulio formą. Kadangi šiuo atveju magnetinis kvantinis skaičius turi tik vieną reikšmę, kiekvienas s polygis susideda tik iš vienos orbitalės. Apsvarstykime bet kurį r- žemesnio lygio. At l=1 orbitalės yra hantelių formos (aštuonios tūrio), magnetinis kvantinis skaičius šias vertes: m l= -1, 0, +1. Vadinasi, r-polygis susideda iš trijų AO, išsidėsčiusių išilgai joms skirtų koordinačių ašių; p x, p y, p z atitinkamai (1 pav.).

Ryžiai. 1. S- ir p-atominių orbitų erdvinė forma.

Už d- žemesnio lygio l=2, m l= -2, -1, 0, +1, +2 (iš viso 5 reikšmės) ir bet kuri d-polygis susideda iš penkių atominių orbitų, kurios tam tikru būdu išsidėsčiusios erdvėje (2 pav.) ir yra pažymėtos atitinkamai.

Ryžiai. 2. D-atomų orbitalių erdvinė forma.

Keturi iš penkių d- orbitalės yra keturių skilčių rozetės, kurių kiekvieną sudaro du hanteliai, penktasis AO yra hantelis su toru pusiaujo plokštumoje (-orbitalė) ir yra išilgai ašies z. Orbitos skiltys yra išilgai x ir y ašių. Orbitos skiltys yra simetriškai tarp atitinkamų ašių.

Ketvirtasis energijos lygis susideda iš keturių sublygių - s, p, d Ir f. Pirmieji trys iš jų yra panašūs į aprašytus aukščiau, o ketvirtasis f-polygis susideda iš septynių AO, kurių erdvinė forma yra gana sudėtinga ir šį skyrių neatsižvelgta.

S. Goudsmit ir J. Uhlenbeck apibūdinti kai kuriuos subtilūs efektai vandenilio atomo spektre 1925 m. jie iškėlė hipotezę, kad yra paties elektrono kampinis impulsas, kuris buvo vadinamas suktis. Sukimas negali būti išreikštas koordinatėmis ir momentu, jis neturi analogo klasikinė mechanika. Sukimo numeris s elektronas turi tik vieną reikšmę, lygi Projekcija sukimosi vektorius tam tikra kryptimi išorinis laukas(pavyzdžiui, ant ašies z) yra nustatytas sukimosi kvantinis skaičiusm S , kuri gali turėti dvi reikšmes: m S =

Sąvoka „sukimas“ buvo įvesta siekiant apibūdinti konkretų kvantines savybes elektronas. Sukimas yra pasireiškimas reliatyvistiniai efektai mikroskopiniame lygyje.

Elektronas turi keturis laisvės laipsnius. Sukimosi kvantinis skaičius turi tik atskiras reikšmes: Taigi elektrono būsena atome nustatoma pagal keturių kvantinių skaičių verčių rinkinį: n, l, m l, m S.

Elektroninių energijos lygių žymėjimas ir struktūra. Apibrėžkime keletą terminų, kurie naudojami paaiškinimui fizinę reikšmę kvantiniai skaičiai. Orbitų grupė, turinti tą patį orbitinį kvantinį skaičių energijos polygis. Visų orbitalių, turinčių vienodą pagrindinių kvantinių skaičių formų reikšmę, aibė energijos lygis.

Atominių elektroninių lygių struktūra gali būti pavaizduota dviem būdais: elektroninių formulių ir elektronų difrakcijos diagramų pavidalu. Rašant elektronines formules, naudojami du kvantiniai skaičiai n ir l: pirmasis lygis yra 1 s; antras - 2 s, 2p; trečias – 3 s, 3p, 3d; ketvirta – 4 s, 4p, 4d, 4f ir tt (3 lentelė).

3 lentelė

Atomo elektroninės energijos lygių sandara

Elektroninių lygių struktūra išsamiau aprašyta naudojant tris kvantinius skaičius: n, l, m l. Kiekviena UAB paprastai vaizduojama kvantinių ląstelių pavidalu, šalia kurių yra lygio numeris ir polygio simbolis.

Orbitalės egzistuoja nepriklausomai nuo to, ar jose yra elektronas (užimtos orbitos), ar jo nėra (laisvos orbitos). Kiekvieno elemento atomas, pradedant vandeniliu ir baigiant paskutiniu šiandien gautu elementu, turi pilna komplektacija visos orbitos visais elektroniniais lygiais. Jų užpildymas elektronais vyksta kaip serijos numeris, tai yra branduolio krūvis.

s- Orbitalės, kaip parodyta aukščiau, turi sferinę formą ir dėl to vienodą elektronų tankį kiekvienos trimatės koordinačių ašies kryptimi:

Pirmajame kiekvieno atomo elektroniniame lygyje yra tik vienas s- orbita. Pradedant nuo antrojo elektroninio lygio be s- taip pat atsiranda trys orbitos r- orbitalės. Jie turi trimačių aštuntukų formą, būtent taip atrodo labiausiai tikėtinos vietos plotas r-elektronas atomo branduolio srityje. Kiekvienas r- orbitalė yra išilgai vienos iš trijų viena kitai statmenų ašių, pagal tai pavadinime r-orbitalės, naudojant atitinkamą indeksą, nurodo ašį, išilgai kurios yra didžiausias elektronų tankis:

IN šiuolaikinė chemija orbita yra apibrėžianti sąvoka, leidžianti apsvarstyti formavimosi procesus cheminiai ryšiai ir analizuoti jų savybes, sutelkiant dėmesį į tų elektronų, kurie dalyvauja formuojant cheminius ryšius, orbitales, tai yra, valentiniai elektronai, dažniausiai tai yra paskutinio lygio elektronai.

Anglies atomas pradinėje būsenoje turi du elektronus antrajame (paskutiniame) elektroniniame lygyje. s-orbitalės (pažymėtos mėlyna spalva) ir vienas elektronas dviejuose r-orbitalės (pažymėtos raudonai ir geltona), trečioji orbita – p z- laisva:

Hibridizacija.

Tuo atveju, kai anglies atomas dalyvauja formuojant sočiųjų junginių (neturinčių kelių jungčių), vienas s- orbitinė ir trys r-orbitalės susijungia ir sudaro naujas orbitales, kurios yra originalių orbitalių hibridai (procesas vadinamas hibridizacija). Hibridinių orbitalių skaičius visada lygus pradinių orbitų skaičiui šiuo atveju, keturi. Gautos hibridinės orbitalės yra identiškos formos ir išoriškai primena asimetriškus trimačius aštuntukus:

Atrodo, kad visa struktūra yra įrašyta taisyklingas tetraedras- prizmė, surinkta iš taisyklingieji trikampiai. Šiuo atveju hibridinės orbitalės yra išilgai tokio tetraedro ašių, kampas tarp bet kurių dviejų ašių yra 109°. Keturi anglies valentiniai elektronai yra šiose hibridinėse orbitose:

Orbitalių dalyvavimas formuojant paprastus cheminius ryšius.

Elektronų, esančių keturiose identiškose orbitose, savybės yra atitinkamai lygiavertės, cheminiai ryšiai, susidarantys dalyvaujant šiems elektronams sąveikaujant su to paties tipo atomais, bus lygiaverčiai.

Anglies atomo sąveiką su keturiais vandenilio atomais lydi pailgų hibridinių anglies orbitalių ir sferinių vandenilio orbitalių tarpusavio sutapimas. Kiekvienoje orbitoje yra vienas elektronas, o dėl persidengimo kiekviena elektronų pora pradeda judėti išilgai jungtinės molekulinės orbitalės.

Hibridizacija lemia tik vieno atomo orbitalių formos pasikeitimą, o dviejų atomų (hibridinių ar įprastų) orbitalių sutapimas lemia cheminio ryšio tarp jų susidarymą. Šiuo atveju ( cm. Paveikslas žemiau) didžiausias elektronų tankis yra išilgai linijos, jungiančios du atomus. Toks ryšys vadinamas s-jungtimi.

IN tradicinė rašyba Susidariusio metano struktūrose vietoj persidengiančių orbitalių naudojamas valentingumo juostos simbolis. Trimačiame konstrukcijos vaizde valentingumas, nukreiptas iš piešimo plokštumos į žiūrovą, rodomas kaip vientisa pleišto formos linija, o valentingumas, besitęsiantis už piešimo plokštumos, rodomas punktyrinio pleišto pavidalu. - formos linija:

Taigi metano molekulės struktūrą lemia hibridinių anglies orbitų geometrija:

Etano molekulės susidarymas yra panašus į aukščiau parodytą procesą, skirtumas yra tas, kad kai hibridinės dviejų anglies atomų orbitos sutampa, S-S išsilavinimas- jungtys:

Etano molekulės geometrija primena metaną, jungties kampai yra 109°, tai lemia anglies hibridinių orbitų erdvinis išsidėstymas:

Orbitalių dalyvavimas formuojant daugybinius cheminius ryšius.

Etileno molekulė taip pat susidaro dalyvaujant hibridinėms orbitalėms, tačiau tik viena dalyvauja hibridizacijoje s-orbitinis ir tik du r-orbitos ( p x Ir r y), trečioji orbita – p z, nukreiptas išilgai ašies z, nedalyvauja formuojantis hibridams. Iš pirmųjų trijų orbitalių susidaro trys hibridinės orbitos, kurios yra toje pačioje plokštumoje ir sudaro trijų spindulių žvaigždę, kampai tarp ašių yra 120°:

Du anglies atomai jungia keturis vandenilio atomus ir taip pat jungiasi vienas su kitu, sudarydami C-C s ryšį:

Dvi orbitos p z, kurie nedalyvavo hibridizacijoje, persidengia vienas su kitu, jų geometrija tokia, kad persidengimas neatsirastų išilgai linijos S-S jungtys, ir virš jo ir po juo. Dėl to susidaro dvi padidinto elektronų tankio sritys, kuriose yra du elektronai (pažymėti mėlyna ir raudona spalva), dalyvaujantys šio ryšio formavime. Taip susidaro viena molekulinė orbita, susidedanti iš dviejų erdvėje atskirtų sričių. Ryšys, kuriame didžiausias elektronų tankis yra už linijos, jungiančios du atomus, yra vadinamas p-ryšiu:

Antrasis valentingumo požymis žymėjime dviguba jungtis, plačiai naudojamas vaizduoti nesočiuosius junginius šimtmečius, in šiuolaikinis supratimas reiškia, kad yra du regionai su padidėjusiu elektronų tankiu skirtingos pusės ryšio linijos S-S.

Etileno molekulės struktūrą lemia hibridinių orbitalių geometrija, valentingumas kampas N-S-N– 120°:

Acetileno susidarymo metu vienas s-orbitinė ir viena p x-orbital (orbitals p y Ir p z, nedalyvauja formuojant hibridus). Dvi gautos hibridinės orbitos yra toje pačioje linijoje, išilgai ašies X:

Hibridinių orbitalių sutapimas viena su kita ir su vandenilio atomų orbitomis veda prie C-C ir C-H s jungčių, pavaizduotų paprastos valentinės linijos, susidarymo:

Dvi poros likusių orbitų p y Ir p z sutampa. Žemiau esančiame paveikslėlyje spalvotos rodyklės rodo, kad, remiantis grynai erdviniais sumetimais, greičiausiai orbitos sutampa su tais pačiais indeksais x-x Ir oho. Dėl to aplink paprastą s-jungtį C-C susidaro dvi p-jungtys:

Dėl to acetileno molekulė turi lazdelės formą:

Benzeno molekulinis pagrindas yra sudarytas iš anglies atomų, turinčių hibridines orbitas, sudarytas iš vieno s- ir du r- orbitalės, išdėstytos trijų spindulių žvaigždės pavidalu (kaip etilenas), r- hibridizacijoje nedalyvaujančios orbitos rodomos pusiau skaidrios:

Tuščios orbitos, ty tos, kuriose nėra elektronų (), taip pat gali dalyvauti formuojant cheminius ryšius.

Aukšto lygio orbitos.

Nuo ketvirtojo elektroninio lygio atomai turi penkis d-orbitalės, jų prisipildymas elektronais vyksta ties pereinamieji elementai, pradedant skandžiu. Keturi d-orbitalės turi trimačių keturlapių formų, kartais vadinamų „dobilų lapais“, skiriasi tik orientacija erdvėje, penkta d-orbitalė yra trimatė aštunta figūra, įsriegta į žiedą:

d-Orbitos gali sudaryti hibridus su s- Ir p- orbitalės. Parinktys d-orbitalės dažniausiai naudojamos analizuojant struktūrą ir spektrines savybes pereinamųjų metalų kompleksuose.

Nuo šeštojo elektroninio lygio atomai turi septynis f-orbitalės, jų prisipildymas elektronais vyksta lantanidų ir aktinidų atomuose. f- Orbitalių konfigūracija yra gana sudėtinga, toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta trijų iš septynių tokių orbitalių forma ta pati forma ir orientuoti erdvėje įvairiais būdais:

f-Orbitalės labai retai naudojamos aptariant įvairių junginių savybes, nes ant jų esantys elektronai praktiškai nedalyvauja cheminėse transformacijose.

Perspektyvos.

Aštuntame elektroniniame lygyje yra devyni g- orbitalės. Elementai, kuriuose yra elektronų šiose orbitalėse, turėtų pasirodyti aštuntajame periode, kol jų nėra (netrukus tikimasi elemento Nr. 118, paskutinio septinto periodo elemento Periodinė lentelė, jo sintezė vykdoma Jungtiniame branduolinių tyrimų institute Dubnoje).

Forma g-orbitalės, apskaičiuotos kvantinės chemijos metodais, yra dar sudėtingesnės nei f-orbitalės, labiausiai tikėtinos elektrono vietos sritis šiuo atveju atrodo labai keistai. Rodoma žemiau išvaizda viena iš devynių tokių orbitų:

Šiuolaikinėje chemijoje atominių ir molekulinių orbitalių sąvokos plačiai naudojamos apibūdinant junginių struktūrą ir reakcijos savybes, taip pat analizuojant įvairių molekulių spektrus, o kai kuriais atvejais numatant reakcijų atsiradimo galimybę.

Michailas Levitskis

Banginė funkcija apskaičiuojama pagal bangos lygtis Schrödingeris vieno elektrono aproksimacijos ribose (Hartree – Fock metodas), kaip bangos funkcija elektronas, esantis savaime nuosekliame lauke, kurį sukuria atomo branduolys su visais kitais atomo elektronais.

Pats E. Schrödingeris elektroną atome laikė neigiamo krūvio debesiu, kurio tankis proporcingas banginės funkcijos vertės atitinkamame atomo taške kvadratui. Tokia forma elektronų debesies sąvoka buvo priimta ir teorinėje chemijoje.

Tačiau dauguma fizikų nepritarė E. Schrödingerio įsitikinimams – nebuvo įrodymų, kad elektronas egzistuotų kaip „neigiamai įkrautas debesis“. Maxas Bornas pagrindė tikimybinę banginės funkcijos kvadrato interpretaciją. 1950 metais E. Schrödingeris straipsnyje „Kas yra elementarioji dalelė? Esu priverstas sutikti su apdovanotojo M.Borno argumentais Nobelio premija fizikoje su formuluote „Už pagrindiniai tyrimai rajone kvantinė mechanika, ypač statistiniam banginės funkcijos aiškinimui.

Kvantiniai skaičiai ir orbitinė nomenklatūra

Radialinis tikimybės tankio pasiskirstymas atominėms orbitoms esant skirtingoms n Ir l.

• Pagrindinis kvantinis skaičius n gali gauti bet kokią teigiamą sveikąjį skaičių, pradedant nuo vieno ( n= 1,2,3, … ∞) ir nustato visos energijos elektronas tam tikroje orbitoje (energijos lygis):

• Orbitinis kvantinis skaičius (taip pat vadinamas azimutiniu arba papildomu kvantiniu skaičiumi) nustato kampinį elektrono impulsą ir gali gauti sveikųjų skaičių nuo 0 iki n - 1 (l = 0,1, …, n– 1). Kampinį momentą suteikia santykis

Atominių orbitalių raidžių žymėjimai gaunami iš spektrinių linijų aprašymo atomų spektrai: s (aštrus) - aštri atomų spektrų serija, p (pagrindinis) - pagrindinis, d (difuzinis) - difuzinis, f (esminis) – esminis.

• Magnetinis kvantinis skaičius m l nustato orbitos kampinio momento projekciją į magnetinio lauko kryptį ir gali gauti sveikųjų skaičių reikšmes diapazone nuo - lį l, įskaitant 0 ( m l = -l … 0 … l):

Literatūroje orbitalės žymimos kvantinių skaičių deriniu, o pagrindinis kvantinis skaičius žymimas skaičiumi, orbitinis kvantinis skaičius – atitinkama raide (žr. lentelę žemiau), o magnetinis kvantinis skaičius – apatinio indekso išraiška, rodančia Orbitalė į Dekarto ašis x, y, z, pavyzdžiui 2p x, 3d xy, 4f z(x²-y²). Išorinio elektronų apvalkalo orbitalėse, tai yra, aprašant valentinius elektronus, pagrindinis kvantinis skaičius orbitos žymėjime paprastai praleidžiamas.

Geometrinis vaizdavimas

Geometrinis atominės orbitos vaizdas – erdvės sritis, kurią riboja paviršius vienodo tankio(lygybės paviršiaus) tikimybė arba krūvis. Tikimybių tankis ribiniame paviršiuje parenkamas atsižvelgiant į sprendžiamą uždavinį, bet dažniausiai taip, kad tikimybė rasti elektroną ribotas plotas būti 0,9-0,99 verčių diapazone.

Kadangi elektronų energija nustatoma Kulono sąveika ir todėl atstumas nuo branduolio, tada pagrindinis kvantinis skaičius n nustato orbitos dydį.

Orbitos formą ir simetriją lemia orbitos kvantiniai skaičiai l Ir m: s- orbitalės yra sferiškai simetriškos, p, d Ir f-orbitos turi daugiau sudėtinga forma, nulemtas banginės funkcijos kampinės dalys – kampinės funkcijos. Kampinės funkcijos Y lm (φ , θ) – gimtosios funkcijos kvadratinio kampinio momento L² operatorius, priklausomai nuo kvantinių skaičių l Ir m(žr. Sferines funkcijas), yra sudėtingos ir aprašomos sferinės koordinatės(φ, θ) kampinė priklausomybė nuo tikimybės rasti elektroną centriniame atomo lauke. Šių funkcijų tiesinis derinys nustato orbitalių padėtį Dekarto koordinačių ašių atžvilgiu.

Tiesiniams deriniams Y lm priimtinos šios žymos:

Papildomas veiksnys, į kurį kartais atsižvelgiama geometrinis vaizdas, yra banginės funkcijos (fazės) ženklas. Šis veiksnys yra reikšmingas orbitoms, turinčioms orbitinį kvantinį skaičių l, skiriasi nuo nulio, tai yra, neturintis sferinė simetrija: jų „žiedlapių“, esančių priešingose ​​mazgo plokštumos pusėse, banginės funkcijos ženklas yra priešingas. Į banginės funkcijos ženklą atsižvelgiama taikant molekulinės orbitos metodą MO LCAO (molekulinės orbitalės kaip tiesinis atominių orbitų derinys). Šiandien mokslas žino matematines lygtis, aprašant geometrines figūras, vaizduojančios orbitales (priklausomai nuo elektronų koordinačių ir laiko). Tai yra lygtys harmonines vibracijas atspindintis dalelių sukimąsi visais turimais laisvės laipsniais – orbitos sukimasis, sukimasis,... Orbitų hibridizacija vaizduojama kaip vibracijų interferencija.

Orbitalių užpildymas elektronais ir elektroninė atomo konfigūracija

Kiekvienoje orbitoje gali būti ne daugiau kaip du elektronai, kurie skiriasi sukimosi kvantinio skaičiaus reikšme s(atgal). Šį draudimą lemia Pauli principas. To paties lygio orbitalių užpildymo elektronais tvarka (orbitalės, turinčios tą pačią pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmę n) nustatoma pagal Klečkovskio taisyklę, orbitalių užpildymo elektronais viename polygyje tvarka (orbitalės, turinčios tas pačias pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmes n ir orbitos kvantinis skaičius l) nustatoma pagal Hundo taisyklę.

Trumpas įrašas elektronų pasiskirstymas atome įvairiuose atomo elektronų apvalkaluose, atsižvelgiant į jų pagrindinį ir orbitinį kvantinį skaičių n Ir l paskambino

ORBITAL

ORBITAL, ELEMENTINIŲ DALELĖS FIZIKOJE – erdvės paviršius aplink atominį BRANGULĮ, kuriame gali judėti ELEKTRONAI. Valgyk didelė tikimybė elektrono buvimas tokioje orbitoje. Jame gali būti vienas arba du elektronai. Orbitalė turi formą ir energiją, atitinkančią atomo KVANTĮ SKAIČIŲ. Molekulėse jungčių elektronai juda bendrame visų branduolių elektriniame lauke. Šiuo atveju atominės orbitalės tampa molekulinėmis orbitomis – regionais, supančiais du branduolius, turinčius būdingą energiją ir turinčius du elektronus. Šios molekulinės orbitalės, suformuotos iš atominių orbitalių, sudaro CHEMINIUS RYŠIUS.

Atominės orbitos apibūdina paviršių aplink atomo branduolį, kuriame greičiausiai yra elektronų. Jie taip pat gali būti vadinami „energijos debesimis“. Jų egzistavimas paaiškina cheminius ryšius. Elektronai yra atominėje arba molekulinės struktūros, išsirikiuoja energijos lygiuose. Pirmajam lygiui būdingas tik vieno tipo elektronas: jis turi vieną s-orbitalę (A), parodytą atomo x, y ir z ašių atžvilgiu. Maksimalus kiekis elektronų, kurie gali būti ant jo energijos lygis, lygus dviem. Antrojo tipo elektronų orbita yra dviejų sujungtų sferų, esančių simetriškai branduolio atžvilgiu, formos. Tokia orbita vadinama p-orbitalės (B) V atomu. Trys tokios orbitalės yra viena kitai stačiu kampu (1,2, 3). Taisyklingos sferinės formos orbitalės paprastai vadinamos kriaušės formos debesimis. paveikslo aiškumas. Be to, taip pat yra penkios d-orbitalės (C-G), kurių kiekviena susideda iš keturių kriaušės formos skilčių ant dviejų statmenų ašių, susikertančių G branduolyje - dviejų p-orbitalių derinys.

Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas.

Pažiūrėkite, kas yra „ORBITAL“ kituose žodynuose:

Orbita: Atominė orbita. Molekulinė orbita. Žodžio ar frazės reikšmių sąrašas su nuorodomis į atitinkamus straipsnius. Jei čia atėjai iš... Vikipedijos

orbitos- – visas elektrono, esančio nuklidų lauke, banginių funkcijų rinkinys ir visų kitų elektronų, sąveikaujančių su tais pačiais nuklidais, lauko vidurkis. Atominė orbita yra leistina elektrono būsena atome, geometrinis vaizdas,... ... Cheminiai terminai

Vieno elektrono erdvinių kintamųjų funkcija, turinti elektrono, esančio atominės ar molekulinės šerdies lauke, banginę funkciją. Jei tokia funkcija atsižvelgia į sukinio elektroną, tada ji vadinama. sukimas O. Daugiau informacijos rasite Molekulinė orbita... ... Fizinė enciklopedija

orbitos- orbitale. fizinis Elektrono, esančio vieno ar kelių lauke, atominės ir molekulinės bangos funkcijos atomų branduoliai o visų kitų atitinkamo atomo ar molekulės elektronų vidutiniame lauke. NES 2000… Istorijos žodynas Rusų kalbos galicizmas

- (iš lot. orbitos kelias, takelis), bangos funkcija, apibūdinanti vieno elektrono būseną atome, molekulėje ir kt. kvantinė sistema. Bendru atveju kvantinė chemija. terminas O. naudojamas bet kuriai funkcijai, kuri priklauso nuo kintamųjų x, y, z vieno ... ... Chemijos enciklopedija

orbitos- orbitalė statusas T chemija apibrėžtis Banginė funkcija, apibūdinanti elektrono judėjimą atome arba molekulėje; erdvė, kurioje elektrono buvimas galimas. atitikmenys: angl. orbitos rus. orbitos... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

orbitos- orbitalė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. orbitinis vok. Orbital, n rus. orbita, f pranc. orbitale, f … Fizikos terminų žodynas

orbitos- orbita al ir... Rusų kalbos rašybos žodynas

orbitos- Su. Orbit buencha bashkaryl torgan. Orbit buencha hәrәkәt itә torgan yaki shunyn өchen bilgelәngәn… Totorių telen anlatmaly suzlege

orbitos- Vieno elektrono erdvinių kintamųjų funkcija, turinti atskiro elektrono banginės funkcijos reikšmę efektyviosios atominės ar molekulinės šerdies lauke ... Politechnikos terminų aiškinamasis žodynas

Knygos

• Stalų komplektas. Chemija. Medžiagos sandara (10 lentelių), . Mokomasis albumas iš 10 lapų.

Atominė orbita Atomo sandara. Elektronų orbita. Kai kurių elementų atomų modeliai. Kristalai. Cheminis ryšys. Valencija. Oksidacijos būsena. Izometrija. Homologija. Menas...

Mokslininkai sutiko sferinę atominę orbita vadinti s orbita. Jis yra pats stabiliausias ir yra gana arti šerdies. Kuo didesnė elektrono energija atome, tuo greičiau jis sukasi, tuo labiau išsitempia jo gyvenamoji sritis ir galiausiai virsta hantelio formos p-orbital:

Orbitinė hibridizacija- hipotetinis procesas, kai sumaišomos skirtingos (s, p, d, f) poliatominės molekulės centrinio atomo orbitalės su identiškomis, savo charakteristikomis lygiaverčiomis orbitomis.

5.Tetraedrinis anglies atomo modelis. Butlerovo struktūros teorija

Organinių medžiagų cheminės struktūros teoriją A. M. Butlerovas suformulavo 1861 m.

Pagrindinės nuostatos struktūros teorija suvesti iki šių dalykų:

1) molekulėse atomai yra sujungti vienas su kitu tam tikra seka pagal jų valentiškumą. Atomų jungties tvarka vadinama chemine struktūra;

2) medžiagos savybės priklauso ne tik nuo to, kokie atomai ir kokiu kiekiu yra įtraukti į jos molekulę, bet ir nuo jų tarpusavio ryšio tvarkos, t.y., nuo molekulės cheminės sandaros;

3) atomai ar atomų grupės, sudarančios molekulę, veikia viena kitą.

Pagrindinės idėjos apie cheminė struktūra, išdėstytus Butlerovo, papildė Van't Hoffas ir Le Belas (1874), kurie išplėtojo idėją apie erdvinį atomų išsidėstymą organinėje molekulėje. in-va ir iškėlė molekulių erdvinės konfigūracijos ir konformacijos klausimą. Van't Hoffo darbas pažymėjo org krypties pradžią. Chemija – stereochemija – tyrinėdamas erdvinę struktūrą Van't Hoffas pasiūlė tetraedrinį anglies atomo modelį – keturios atomo valencijos metane yra nukreiptos į keturis tetraedro kampus, kurių centre yra. anglies atomas, o viršūnėse yra vandenilio atomai.

Nesočiosios karboksirūgštys

Cheminės savybės.
Nesočiųjų medžiagų cheminės savybės karboksirūgštys ir dėl karboksilo grupės savybių, ir dėl dvigubos jungties savybių. Rūgštys su dviguba jungtimi, esančia arti karboksilo grupės – alfa, beta nesočiosios rūgštys – turi specifinių savybių. Šiose rūgštyse vandenilio halogenidų pridėjimas ir hidratacija prieštarauja Markovnikovo taisyklei:

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

Kruopščiai oksiduojant susidaro dihidroksi rūgštys:

CH2 =CH-COOH + [O] + H20 -> HO-CH2-CH(OH)-COOH

Energingos oksidacijos metu nutrūksta dviguba jungtis ir susidaro įvairių produktų mišinys, iš kurio galima nustatyti dvigubos jungties padėtį. Oleino rūgštis C 17 H 33 COOH yra viena iš svarbiausių aukštųjų nesočiosios rūgštys. Tai bespalvis skystis, kuris šaltas kietėja. Ji struktūrinė formulė: CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH.

Karboksirūgšties dariniai

Karboksirūgšties dariniai– tai jungtys, kuriose hidroksilo grupė karboksirūgštis pakeičiama kita funkcine grupe.

Eteriai - organinės medžiagos turintys formulė R-O-R", kur R ir R" yra angliavandenilių radikalai. Tačiau reikėtų atsižvelgti į tai, kad tokia grupė gali būti kitų funkcines grupes junginiai, kurie nėra eteriai

Esteriai(arba esteriai) - okso rūgščių (ir karboksilo, ir neorganinių) dariniai, kurių bendra formulė R k E(=O) l (OH) m, kur l ≠ 0, formaliai yra hidroksilų -OH rūgšties funkcijos vandenilio atomų pakeitimo produktai angliavandenilio liekana (alifatinė, alkenilo, aromatinė arba heteroaromatinė); taip pat laikomi alkoholių acilo dariniais. IUPAC nomenklatūroje esteriai taip pat apima alkoholių chalkogenido analogų (tiolių, selenolių ir telurenų) acilo darinius.

Skirtingai nuo eteriai(eteriai), kuriuose du angliavandenilių radikalai yra sujungti deguonies atomu (R1-O-R2)

Amidai- okso rūgščių dariniai (tiek karboksilinių, tiek mineralinių) R k E(=O) l (OH) m, (l ≠ 0), kurie formaliai yra rūgšties funkcijos hidroksilo grupių -OH pakeitimo amino grupe (nepakeista) produktai. ir pakeistas); taip pat laikomi aminų acilo dariniais. Junginiai, turintys vieną, du arba tris acilo pakaitus prie azoto atomo, dar vadinami pirminiais, antriniais ir tretiniais antriniais amidais.

karboksirūgščių amidai - karboksamidai RCO-NR1R2 (kur R1 ir R2 yra vandenilis, acilas arba alkilas, arilas arba kiti angliavandenilio radikalas) paprastai vadinami amidais, atsižvelgiant į IUPAC rekomendacijas, pavadinant amidą, rūgštinės liekanos pavadinimas nurodomas kaip priešdėlis, pavyzdžiui, sulfonrūgščių amidai RS(=O 2 NH 2); vadinami sulfonamidais.

Karboksirūgšties chloridas(acilchloridas) yra karboksirūgšties darinys, kuriame hidroksilo grupė -OH karboksilo grupėje -COOH yra pakeista chloro atomu. Bendra formulė yra R-COCl. Pirmasis atstovas su R=H (formilchloridas) neegzistuoja, nors CO ir HCl mišinys Gattermann-Koch reakcijoje elgiasi kaip skruzdžių rūgšties chloridas.

Kvitas

R-COOH + SOCl 2 → R-COCl + SO 2 + HCl

Nitrilai- organiniai junginiai bendroji formulė R-C≡N, formaliai C-pakeisti vandenilio cianido rūgšties dariniai HC≡N

Kapronas(poli-ε-kaproamidas, nailonas-6, poliamidas 6) - sintetinis poliamido pluoštas, gaunamas iš naftos, kaprolaktamo polikondensacijos produktas

[-HN(CH2)5CO-] n

Pramonėje jis gaunamas polimerizuojant darinį

Nailonas(anglų kalba) nailono) yra sintetinių poliamidų, daugiausia naudojamų pluoštų gamyboje, šeima.

Du dažniausiai pasitaikantys nailono tipai yra poliheksametilenadipinamidas ( anid(SSRS / Rusija), nailonas 66 (JAV)), dažnai vadinamas tinkamu nailonu, ir poli-ε-kaproamidas ( nailono(SSRS/Rusija), nailonas 6 (JAV)). Taip pat žinomos kitos rūšys, pavyzdžiui, poli-ω-enantoamidas ( enant(SSRS/Rusija), nailonas 7 (JAV)) ir poli-ω-undekanamidas ( undekanas(SSRS/Rusija), nailonas 11 (JAV), Rilsanas (Prancūzija, Italija)

Anidinio pluošto formulė: [-HN(CH 2) 6 NHOC(CH 2) 4 CO-] n. Anidas sintetinamas adipo rūgšties ir heksametilendiamino polikondensacijos būdu. Užtikrinti stechiometrinį reagentų santykį 1:1, reikalingą polimerui gauti su maksimaliu molekulinė masė, naudojama adipo rūgšties ir heksametilendiamino druska ( AG-druska):

R = (CH2)4, R" = (CH2)6

Nailono (nailono-6) pluošto formulė: [-HN(CH 2) 5 CO-] n. Kaprono sintezė iš kaprolaktamo atliekama hidrolizine kaprolaktamo polimerizacija naudojant „žiedo atidarymo - pridėjimo“ mechanizmą:

Plastikiniai gaminiai gali būti gaminami iš standaus nailono – ekolono, įpurškiant skystą nailoną į formą esant didesniam slėgiui, taip išgaunant didesnį medžiagos tankį.

Klasifikacija

KETO RŪGŠTIS- organinės medžiagos, kurių molekulėse yra karboksilo (COOH-) ir karbonilo (-CO-) grupės; tarnauja kaip daugelio svarbių junginių pirmtakai biologines funkcijas organizme. Reikšmingi medžiagų apykaitos sutrikimai, atsirandantys daugelyje patologinės būklės, lydi tam tikrų keto rūgščių koncentracijos padidėjimas žmogaus organizme

keto enolio tautomerija

Alfa ir beta keto rūgščių gavimo būdai

α-keto rūgštys gaunamos oksiduojant α-hidroksi rūgštis.

β-ketorūgštys dėl jų nestabilumo gaunamos iš esteriai Claiseno kondensacija.

IN organinė chemija terminas „oksidacijos reakcija“ reiškia, kad tai yra ekologiškas junginys, o oksidatorius daugeliu atvejų yra neorganinis reagentas.

Alkenai

KMnO 4 ir H 2 O (neutrali terpė)

3СH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3C 2H4 (OH) 2 + 2MnO2 + 2KOH - pilna lygtis

(rūgštinė aplinka)

dviguba jungtis nutrūksta:

R-СH2 =CH 2 -R + [O] → 2R-COOH – schematinė lygtis

Alkilarenai

Eitlbenzen-alkilarenas

Ketonai

Ketonai yra labai atsparūs oksiduojančioms medžiagoms ir kaitinami oksiduojasi tik stipriais oksidatoriais. Oksidacijos proceso metu įvyksta plyšimas C-C jungtys abiejose karbonilo grupės pusėse ir apskritai gaunamas keturių karboksirūgščių mišinys:

Prieš ketono oksidaciją vyksta jo enolizacija, kuri gali vykti tiek šarminėje, tiek rūgštinėje aplinkoje:

Vyno rūgštis(dihidroksigintaro rūgštis, vyno rūgštis, 2,3-dihidroksibutandio rūgštis) HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH yra dvibazė hidroksi rūgštis. Vyno rūgšties druskos ir anijonai vadinami tartratais.

Yra žinomos trys stereoizomerinės vyno rūgšties formos: D-(-)-enantiomeras (viršuje kairėje), L-(+)-enantiomeras (viršuje dešinėje) ir meso-forma (mezovyno rūgštis):

Diastereomerai- stereoizomerai, kurių nėra veidrodiniai atspindžiai vienas kitą. Diastereomerija atsiranda, kai junginys turi kelis stereocentrus. Jei du stereoizomerai turi priešingą visų atitinkamų stereocentrų konfigūraciją, tai jie yra enantiomerai.

©2015-2019 svetainė
Visos teisės priklauso jų autoriams. Ši svetainė nepretenduoja į autorystę, tačiau suteikia galimybę nemokamai naudotis.
Puslapio sukūrimo data: 2017-07-13