Гибридизация атомныхорбиталей
Перестройка электронной структуры атома, представляет собой гибридизацию атомныхорбиталей. Из исходных s-, p-, d-орбиталей (электронных облаков) образуются равноценные гибридные орбитали (электронные облака), вытянутые по направлению к соседним атомам. При этом обеспечивается более полное перекрывание с облаками этих соседних атомов, что приводит к выигрышу энергии, достаточному, чтобы с избытком компенсировать затраты на деформацию исходных электронных облаков.
Представление о гибридизации атомных орбиталей используется для изучения закономерностей изменения электронной плотности молекулы вблизи к.-л. атомного ядра в зависимости от его окружения, т.е. позволяет установить связь между электронным строением молекулы и ее структурой. При этом возможны разл. подходы к анализу этой связи. Если известно геом. расположение атомных ядер, расчет волновой ф-ции молекулы можно свести к изучению парных взаимод. соседних атомов. Для такого расчета выбирают одну из возможных систем (Гибритизированныхорбиталей)ГО и располагают ее в пространстве так, чтобы обеспечить макс. перекрывание отдельных пар ГО разных атомов. Другой подход применяется в неэмпирических методах квантовой химии, в к-рых все взаимод. атомов в молекуле учитываются одновременно и волновая ф-ция молекулы не зависит от того, атомные или гибридизированныеорбитали используются для расчета. В этом случае ГО строят после определения волновой ф-ции молекулы таким образом, чтобы в отдельных областях пространства распределение электронной плотности можно было описать одной ГО. В обоих подходах тип гибридизации атомных орбиталей обусловлен геом. конфигурацией молекулы и для большинства равновесных конфигураций оба подхода приводят к близким формам ГО.
|
|
|
Теория полной гибридизации атомныхорбиталей
ГИБРИДИЗАЦИЯАТОМНЫХОРБИТАЛЕЙ, квантовохим. способ описания перестройки орбиталей атома в молекуле по сравнению со своб. атомом. Являясь формальным мат. приемом, гибридизация атомныхорбиталей позволяет отразить нарушение сферич. симметрии распределенияэлектронной плотности атома при образовании хим. связи. Сущность гибридизации атомных орбиталей состоит в том, что электрон молекулывблизи выделенного атомного ядра характеризуется не отдельной атомной орбиталью (АО), а линейной комбинацией атомных орбита-лей с разл. значениями азимутального и магнитного квантовых чисел. Такая линейная комбинация наз. гибридной (гибридизированной) орбиталью (ГО). Как правило, гибридизация затрагивает лишь высшие и близкие по энергии занятые АО своб. атома.
|
|
|
В 1931 году Л. Полинг* выдвинул гипотезу, согласно которой атомные орбитали углерода в возбуждённом состоянии как бы смешиваются, выравниваются по форме и энергии, то есть усредняются — гибридизуются.
Пространственная структура и электромагнитные свойства
Энергетика химических процессов.
Внутренняя энергия и энтальпия
В любом процессе соблюдается закон сохранения энергии:
Q = ΔU + A.
Это равенство означает, что если к системе подводится теплота Q, то она расходуется на изменение внутренней энергии ΔU и на совершение работы А.
Внутренняя энергия системы – это общий ее запас, включающий энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию движения электронов в атомах, энергию взаимодействия ядер с электронами, ядер с ядрами и т.д., т.е. все виды энергии, кроме кинетической и потенциальной энергии системы в целом.
Работа, совершаемая системой при переходе из состояния 1, характеризуемого объемом V1, в состояние 2 (объем V2) при постоянном давлении (работа расширения), равна:
А = р(V2 - V1).
При постоянном давлении (р=const) с учетом выражения для работы расширения закон сохранения энергии запишется следующим образом:
|
|
|
Q = (U2 + pV2) – (U1 + pV1).
Сумма внутренней энергии системы и произведения ее объема на давление называется энтальпиейН:
Н = U + рV.
Поскольку точное значение внутренней энергии системы неизвестно, абсолютные величины энтальпий также не могут быть получены. Научное значение имеют и практическое применение находят изменения энтальпий ΔН.
Внутренняя энергия U и энтальпия Н представляют собой функции состояния системы. Функциями состояния являются такие характеристики системы, изменения которых определяются лишь конечным и начальным состоянием системы, т.е. не зависят от пути процесса.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 514; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!