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ivanov666
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Файл:Химия для инженеров в примерах, тестах, задачах. Учебное пособие
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ȽɅȺȼȺ 3. ɏɂɆɂɑȿɋɄȺə ɋȼəɁɖ
ɉɨɞ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɶɸ ɩɨɧɢɦɚɸɬ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ ɦɟɠɞɭ ɚɬɨɦɚɦɢ, ɩɪɢɜɨ-
ɞɹɳɟɟ ɤ ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɸ ɨɛɳɟɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɫɢɫɬɟɦɵ.
Ɇɨɥɟɤɭɥɚ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɟɬ ɫɨɛɨɣ ɭɫɬɨɣɱɢɜɭɸ ɷɥɟɤɬɪɨɧɟɣɬɪɚɥɶɧɭɸ ɫɢɫɬɟɦɭ,
ɫɨɫɬɨɹɳɭɸ ɢɡ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɧɟɫɤɨɥɶɤɢɯ ɹɞɟɪ ɢ ɫɩɨɫɨɛɧɭɸ
ɤ ɫɚɦɨɫɬɨɹɬɟɥɶɧɨɦɭ ɫɭɳɟɫɬɜɨɜɚɧɢɸ.
ȼ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɯɚɪɚɤɬɟɪɚ ɪɚɫɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɣ ɩɥɨɬɧɨɫɬɢ ɦɟɠɞɭ
ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɦɢ ɚɬɨɦɚɦɢ ɪɚɡɥɢɱɚɸɬ ɬɪɢ ɨɫɧɨɜɧɵɯ ɬɢɩɚ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ: ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɭɸ, ɢɨɧɧɭɸ
, ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɭɸ.
ɏɢɦɢɱɟɫɤɭɸ ɫɜɹɡɶ ɦɟɠɞɭ ɞɜɭɦɹ ɚɬɨɦɚɦɢ, ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɦɭɸ ɨɛɨɛɳɟɫɬɜɥɟɧɧɵɦɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ, ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ.
Ɉɫɧɨɜɧɵɦɢ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ ɦɨɥɟɤɭɥ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɞɥɢɧɵ ɫɜɹɡɟɣ ɦɟɠɞɭ ɚɬɨɦɚɦɢ,
ɜɚɥɟɧɬɧɵɟ ɭɝɥɵ, ɷɧɟɪɝɢɢ ɫɜɹɡɟɣ, ɤɪɚɬɧɨɫɬɶ ɫɜɹɡɢ.
1. Ⱦɥɢɧɚ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ í ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɟ ɦɟɠɞɭ ɹɞɪɚɦɢ ɞɜɭɯ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢ
ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɚɬɨɦɨɜ.
2. ȼɚɥɟɧɬɧɵɣ ɭɝɨɥ
– ɷɬɨ ɭɝɨɥ ɦɟɠɞɭ ɜɨɨɛɪɚɠɚɟɦɵɦɢ ɥɢɧɢɹɦɢ, ɩɪɨɯɨɞɹ-
ɳɢɦɢ ɱɟɪɟɡ ɰɟɧɬɪɵ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢ ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɚɬɨɦɨɜ.
3. ɗɧɟɪɝɢɹ ɫɜɹɡɢ
– ɷɬɨ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɷɧɟɪɝɢɢ, ɜɵɞɟɥɹɸɳɟɣɫɹ ɩɪɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚ-
ɧɢɢ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ ɢɡ ɚɬɨɦɨɜ, ɢɥɢ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɷɧɟɪɝɢɢ, ɡɚɬɪɚɱɢɜɚɟɦɨɣ ɧɚ ɟɺ
ɪɚɡɪɵɜ (ɷɧɟɪɝɢɹ ɞɢɫɫɨɰɢɚɰɢɢ). ȿɟ ɜɵɪɚɠɚɸɬ ɜ ɤɢɥɨɞɠɨɭɥɹɯ ɧɚ 1 ɦɨɥɶ ɫɜɹɡɟɣ.
4. Ʉɪɚɬɧɨɫɬɶ ɫɜɹɡɢ – ɱɢɫɥɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɩɚɪ, ɩɨɫɪɟɞɫɬɜɨɦ ɤɨɬɨɪɵɯ ɨɫɭ-
ɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɯɢɦɢɱɟɫɤɚɹ ɫɜɹɡɶ ɦɟɠɞɭ ɚɬɨɦɚɦɢ.
3.1. Ʉɨɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ. Ɇɟɬɨɞ ɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ
Ⱦɥɹ ɨɩɢɫɚɧɢɹ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɚɯ ɜ ɧɚɫɬɨɹɳɟɟ
ɜɪɟɦɹ ɧɚɢɛɨɥɟɟ ɲɢɪɨɤɨɟ ɪɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟ ɩɨɥɭɱɢɥɢ ɞɜɚ ɤɜɚɧɬɨɜɨɦɟɯɚɧɢɱɟɫɤɢɯ
ɦɟɬɨɞɚ: ɦɟɬɨɞ ɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ (ȼɋ) ɢ ɦɟɬɨɞ ɦɨɥɟɤɭɥɹɪɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ (ɆɈ).
Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɦɟɬɨɞɚ ȼɋ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ.
1. Ʉɨɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ ɦɟɠɞɭ ɞɜɭɦɹ ɚɬɨɦɚɦɢ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɩɪɢ ɩɨɦɨɳɢ
ɨɞɧɨɣ ɢɥɢ ɧɟɫɤɨɥɶɤɢɯ ɨɛɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɩɚɪ.
2. Ɉɞɢɧɚɪɧɚɹ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɞɜɭɦɹ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ, ɢɦɟɸɳɢ-
ɦɢ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɟ ɡɧɚɱɟɧɢɹ ɫɩɢɧɨɜɨɝɨ ɤɜɚɧɬɨɜɨɝɨ ɱɢɫɥɚ ɢ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɧɵɦɢ
ɧɚ ɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɹɯ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɯ ɚɬɨɦɨɜ.
3. ɉɪɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɫɜɹɡɢ ɦɟɠɞɭ ɞɜɭɦɹ ɚɬɨɦɚɦɢ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ
ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɟ ȺɈ, ɜɟɞɭɳɟɟ ɤ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɸ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɣ ɩɥɨɬɧɨɫɬɢ ɦɟɠɞɭ ɹɞɪɚɦɢ ɚɬɨɦɨɜ ɢ ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɸ ɨɛɳɟɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɫɢɫɬɟɦɵ.
4. ɉɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɟ ȺɈ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɸ ɫɜɹɡɢ ɬɨɥɶɤɨ ɩɪɢ ɫɨɜɩɚɞɟ-
ɡɧɚɤɨɜ ɜɨɥɧɨɜɵɯ ɮɭɧɤɰɢɣ ɞɥɹ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɸɳɢɯɫɹ ɱɚɫɬɟɣ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ.
ɧɢɢ
5. Ʉɨɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɚ ɜ ɫɬɨɪɨɧɭ ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɨɝɨ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ
ȺɈ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɯ ɚɬɨɦɨɜ.
6. ɂɡ ɞɜɭɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ ɚɬɨɦɚ ɛɨɥɟɟ ɩɪɨɱɧɭɸ ɫɜɹɡɶ ɨɛɪɚɡɭɟɬ ɬɚ, ɤɨɬɨɪɨɣ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɛɨɥɶɲɚɹ ɫɬɟɩɟɧɶ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ ɫ ȺɈ ɞɪɭɝɨɝɨ ɚɬɨɦɚ.
51
Ɉɛɦɟɧɧɵɣ ɢ ɞɨɧɨɪɧɨ-ɚɤɰɟɩɬɨɪɧɵɣ ɦɟɯɚɧɢɡɦɵ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɤɨɜɚɥɟɧɬ-
ɧɨɣ ɫɜɹɡɢ.
ɉɪɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ ɩɨ ɨɛɦɟɧɧɨɦɭ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ, ɤɚɠɞɵɣ
ɢɡ ɞɜɭɯ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɯ ɚɬɨɦɨɜ ɩɪɟɞɨɫɬɚɜɥɹɟɬ ɩɨ ɨɞɧɨɦɭ ɧɟɫɩɚɪɟɧɧɨɦɭ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɭ ɞɥɹ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɫɜɹɡɵɜɚɸɳɟɣ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɣ ɩɚɪɵ. ɇɚɩɪɢɦɟɪ:
H• + •H o H
: H.
Ɇɟɬɨɞ ȼɋ ɨɩɢɫɵɜɚɟɬ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɫɜɹɡɢ ɦɟɠɞɭ ɚɬɨɦɚɦɢ ɜɨ-
ɞɨɪɨɞɚ ɤɚɤ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ ȺɈ:
Ⱦɪɭɝɢɦ ɫɩɨɫɨɛɨɦ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɫɜɹɡɢ – ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɞɨɧɨɪɧɨɚɤɰɟɩɬɨɪɧɵɣ (Ⱦ-Ⱥ) ɦɟɯɚɧɢɡɦ. Ʉɨɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ ɦɨɠɟɬ ɨɛɪɚɡɨɜɚɬɶɫɹ ɩɪɢ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɢ ɨɞɧɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɢɥɢ ɢɨɧɚ, ɢɦɟɸɳɟɝɨ ɧɟɩɨɞɟɥɟɧɧɭɸ ɩɚɪɭ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ, ɫ ɞɪɭɝɢɦ ɚɬɨɦɨɦ ɢɥɢ ɢɨɧɨɦ, ɢɦɟɸɳɢɦ ɜɚɤɚɧɬɧɭɸ (ɫɜɨɛɨɞɧɭɸ) ȺɈ. Ⱥɬɨɦ
ɢɥɢ ɢɨɧ, ɩɨɫɬɚɜɥɹɸɳɢɣ ɩɚɪɭ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɞɥɹ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɫɜɹɡɢ, ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɞɨ-
ɧɨɪɨɦ, ɚ ɚɬɨɦ ɢɥɢ
ɢɨɧ, ɤ ɤɨɬɨɪɨɦɭ ɷɬɚ ɩɚɪɚ ɩɟɪɟɦɟɳɚɟɬɫɹ – ɚɤɰɟɩɬɨɪɨɦ.
ɋɨɝɥɚɫɧɨ ɦɟɬɨɞɭ ȼɋ, ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ ɩɨ Ⱦ-Ⱥ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɩɪɢ
ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɢ ɜɚɤɚɧɬɧɨɣ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɚɤɰɟɩɬɨɪɚ ɫ ɡɚɩɨɥɧɟɧɧɵɦɢ ɨɪɛɢɬɚɥɹɦɢ ɞɨɧɨɪɚ ɢɥɢ ɞɨɧɨɪɧɨɣ ɝɪɭɩɩɵ. ɉɨɷɬɨɦɭ ɞɨɧɨɪɧɚɹ ɝɪɭɩɩɚ ɞɨɥɠɧɚ ɫɨɞɟɪɠɚɬɶ, ɩɨ
ɦɟɧɶɲɟɣ ɦɟɪɟ, ɨɞɧɭ ɧɟɩɨɞɟɥɟɧɧɭɸ ɩɚɪɭ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ.
Ɋɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ ɩɪɢ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɢ ɦɨɥɟɤɭɥɵ
ɚɦɦɢɚɤɚ NH3 ɫ ɢɨɧɨɦ ɜɨɞɨɪɨɞɚ ɇ+ (ɚɤɰɟɩɬɨɪɨɦ) ɩɨ ɪɟɚɤɰɢɢ:
NH
+ ɇ+ = [NH4]+.
3
ȼ ɢɨɧɟ ɚɦɦɨɧɢɹ [NH
+
ɜɨɞɨɪɨɞɚ ɇ
ɢ ɧɟɩɨɞɟɥɟɧɧɨɣ ɩɚɪɵ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɚɬɨɦɚ ɚɡɨɬɚ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ ɚɦɦɢɚɤɚ
]+ ɫɜɹɡɶ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɡɚ ɫɱɟɬ ɫɜɨɛɨɞɧɨɣ ȺɈ ɢɨɧɚ
4
(ɪɢɫ. 3.1):
ɇ + 1s
N
2s
np
2p
n n n
p p p
1s 1s 1s
ɇ ɇ ɇ
ɇ
N
ɇ ɇ ɇ
+
Ɋɢɫ. 3.1. ɋɯɟɦɚ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɫɜɹɡɢ
ɩɨ ɞɨɧɨɪɧɨ-ɚɤɰɟɩɬɨɪɧɨɦɭ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ ɜ ɢɨɧɟ ɚɦɦɨɧɢɹ
ȼɫɟ ɱɟɬɵɪɟ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɵɟ ɫɜɹɡɢ N – H ɜ ɢɨɧɟ ɪɚɜɧɨɰɟɧɧɵ ɩɨ ɷɧɟɪɝɢɢ ɢ
ɞɥɢɧɟ, ɧɟɫɦɨɬɪɹ ɧɚ ɪɚɡɥɢɱɢɟ ɦɟɯɚɧɢɡɦɚ ɢɯ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ (ɬɪɢ ɫɜɹɡɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɵ
ɩɨ ɨɛɦɟɧɧɨɦɭ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ ɢ ɨɞɧɚ – ɩɨ ɞɨɧɨɪɧɨ
ɡɚɪɹɞ ɨɬ ɇ
+
ɫɨɨɛɳɚɟɬɫɹ ɜɫɟɦɭ ɢɨɧɭ ɚɦɦɨɧɢɹ ɜ ɰɟɥɨɦ. ɂɧɨɝɞɚ ɞɨɧɨɪɧɨ-
-ɚɤɰɟɩɬɨɪɧɨɦɭ). ɉɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɣ
52
ɚɤɰɟɩɬɨɪɧɭɸ ɫɜɹɡɶ ɢɡɨɛɪɚɠɚɸɬ ɫɬɪɟɥɤɨɣ, ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɣ ɨɬ ɞɨɧɨɪɚɦ ɤ ɚɤɰɟɩɬɨ-
N o H)+.
ɪɭ: (H
3
Ⱦɨɧɨɪɧɨ-ɚɤɰɟɩɬɨɪɧɵɣ ɦɟɯɚɧɢɡɦ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɫɜɹɡɢ ɢɦɟɟɬ
ɲɢɪɨɤɨɟ ɪɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟ. Ɉɧ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɩɪɢɱɢɧɨɣ ɩɨɥɢɦɟɪɢɡɚɰɢɢ ɧɟɨɪɝɚɧɢɱɟɫɤɢɯ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ, ɝɢɞɪɚɬɚɰɢɢ ɢɨɧɨɜ, ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɤɨɦɩɥɟɤɫɧɵɯ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ.
ȼɚɥɟɧɬɧɨɫɬɶ. ɋɩɨɫɨɛɧɨɫɬɶ ɚɬɨɦɚ ɩɪɢɫɨɟɞɢɧɹɬɶ ɢɥɢ ɡɚɦɟɳɚɬɶ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧ-
ɧɨɟ ɱɢɫɥɨ ɞɪɭɝɢɯ ɚɬɨɦɨɜ ɫ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟɦ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɹɡɟɣ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɜɚ-
ɥɟɧɬɧɨɫɬɶɸ.
ȼ ɦɟɬɨɞɟ ȼɋ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɶ ɚɬɨɦɚ ɷɥɟɦɟɧɬɚ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɱɢɫɥɨɦ ɟɝɨ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɹɡɟɣ ɜ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɢ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɭɱɢɬɵɜɚɸɬɫɹ ɫɜɹɡɢ, ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɧɵɟ ɤɚɤ ɩɨ
ɨɛɦɟɧɧɨɦɭ, ɬɚɤ ɢ ɩɨ ɞɨɧɨɪɧɨ-ɚɤɰɟɩɬɨɪɧɨɦɭ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ.
Ɂɚ ɟɞɢɧɢɰɭ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɢ ɩɪɢɧɹɬɚ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɶ
ɚɬɨɦɚ ɜɨɞɨɪɨɞɚ, ɤɨɬɨɪɵɣ ɫɱɢɬɚɟɬɫɹ ɨɞɧɨɜɚɥɟɧɬɧɵɦ. Ɇɨɠɧɨ ɞɚɬɶ ɫɥɟɞɭɸɳɟɟ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ: ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɶ –
ɷɬɨ ɱɢɫɥɨ, ɩɨɤɚɡɵɜɚɸɳɟɟ, ɫɨ ɫɤɨɥɶɤɢɦɢ ɨɞɧɨɜɚɥɟɧɬɧɵɦɢ ɚɬɨɦɚɦɢ ɫɨɟɞɢɧɺɧ
ɚɬɨɦ ɞɚɧɧɨɝɨ ɷɥɟɦɟɧɬɚ.
ɉɪɢ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɢ ɱɢɫɥɚ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɹɡɟɣ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɚɬɨɦ ɷɥɟɦɟɧɬɚ ɦɨɠɟɬ
ɨɛɪɚɡɨɜɚɬɶ ɩɨ ɨɛɦɟɧɧɨɦɭ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ, ɫɥɟɞɭɟɬ ɭɱɢɬɵɜɚɬɶ, ɱɬɨ ɩɪɢ ɩɟɪɟɯɨɞɟ
ɚɬɨɦɚ ɜ ɜɨɡɛɭɠɞɺɧɧɨɟ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɱɢɫɥɨ ɟɝɨ ɧɟɫɩɚɪɟɧɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɦɨɠɟɬ ɭɜɟɥɢɱɢɜɚɬɶɫɹ
ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɧɚ ɛɨɥɟɟ ɜɵɫɨɤɢɟ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɟ
ɩɨɞɭɪɨɜɧɢ. ȿɫɥɢ ɷɧɟɪɝɢɹ ɜɨɡɛɭɠɞɟɧɢɹ ɧɟɜɟɥɢɤɚ, ɬɨ ɨɧɚ ɦɨɠɟɬ ɤɨɦɩɟɧɫɢɪɨɜɚɬɶɫɹ ɷɧɟɪɝɢɟɣ ɨɛɪɚɡɭɸɳɟɣɫɹ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ. ɇɟɛɨɥɶɲɢɦɢ ɡɚɬɪɚɬɚɦɢ ɷɧɟɪɝɢɢ
ɫɨɩɪɨɜɨɠɞɚɸɬɫɹ ɩɟɪɟɯɨɞɵ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɧɚ ɛɨɥɟɟ ɜɵɫɨɤɢɟ ɩɨɞɭɪɨɜɧɢ ɜ ɩɪɟɞɟɥɚɯ
ɨɞɧɨɝɨ ɢ ɬɨɝɨ ɠɟ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɭɪɨɜɧɹ.
ȼ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɫɢɦɦɟɬɪɢɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɨɛɥɚɤɨɜ, ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɟɪɟɤɪɵ-
ɜɚɧɢɹ
ɤɨɬɨɪɵɯ ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɯɢɦɢɱɟɫɤɚɹ ɫɜɹɡɶ, ɫɭɦɦɚɪɧɨɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɟ ɨɛɥɚɤɨ
ɛɭɞɟɬ ɢɦɟɬɶ ɪɚɡɥɢɱɧɭɸ ɫɢɦɦɟɬɪɢɸ, ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɤɨɬɨɪɨɣ ɨɧɢ ɩɨɞɪɚɡɞɟɥɹɸɬɫɹ ɧɚ V- ɢ S-ɫɜɹɡɢ.
ȿɫɥɢ ɞɜɚ ɚɬɨɦɚ ɨɛɨɛɳɟɫɬɜɥɹɸɬ ɞɜɟ ɢɥɢ ɬɪɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɟ ɩɚɪɵ, ɬɨ ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɤɪɚɬɧɚɹ (ɞɜɨɣɧɚɹ ɢɥɢ ɬɪɨɣɧɚɹ) ɫɜɹɡɶ. ɉɪɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɤɪɚɬɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɟ ɨɛɥɚɤɚ ɦɨɝɭɬ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɬɶɫɹ ɪɚɡɧɵɦɢ ɫɩɨɫɨɛɚɦɢ.
ɋɢɝɦɚ
-ɫɜɹɡɶ (V-ɫɜɹɡɶ) ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɩɪɢ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɢ ɚɬɨɦɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚ-
ɥɟɣ ɜɞɨɥɶ ɥɢɧɢɢ, ɫɨɟɞɢɧɹɸɳɟɣ ɹɞɪɚ ɚɬɨɦɨɜ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɚɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɚɹ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɞɨɫɬɢɝɚɟɬɫɹ ɜ ɦɟɠɴɹɞɟɪɧɨɦ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ ɢ ɢɦɟɟɬ ɰɢɥɢɧɞɪɢɱɟɫɤɭɸ ɫɢɦɦɟɬɪɢɸ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɥɢɧɢɢ, ɫɨɟɞɢɧɹɸɳɟɣ ɰɟɧɬɪɵ ɚɬɨɦɨɜ. ȼ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ V-ɫɜɹɡɢ ɜ ɫɢɥɭ ɫɜɨɟɣ ɲɚɪɨɜɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɢ ɜɫɟɝɞɚ ɩɪɢɧɢɦɚɸɬ ɭɱɚɫɬɢɟ s-ȺɈ.
Ɉɧɢ ɨɛɪɚɡɭɸɬ V-ɫɜɹɡɶ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ
ɞɪɭɝɨɝɨ ɚɬɨɦɚ: s, p
,
x
. ɋ ɨɪɛɢɬɚɥɹɦɢ py ɢɥɢ pz ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɟ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ
22
yxd
ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ ɫɨ ɫɥɟɞɭɸɳɢɦɢ ɨɪɛɢɬɚɥɹɦɢ
ɫɜɹɡɢ ɧɟɜɨɡɦɨɠɧɨ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɟ ɜ ɨɛɥɚɫɬɹɯ, ɝɞɟ ɜɨɥɧɨɜɵɟ
ɮɭɧɤɰɢɢ ɢɦɟɸɬ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɟ ɡɧɚɤɢ. Ɍɚɤɠɟ V-ɫɜɹɡɶ ɦɨɠɟɬ ɨɛɪɚɡɨɜɵɜɚɬɶɫɹ
ɜ ɫɥɭɱɚɟ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ ɞɜɭɯ
-ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ ɢɥɢ px ɢ
x
(ɫɦ. ɪɢɫ. 3.2).
22
yxd
p
ȿɫɥɢ ɤɚɠɞɵɣ ɢɡ ɞɜɭɯ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɯ ɚɬɨɦɨɜ ɢɦɟɟɬ ɛɨɥɟɟ ɱɟɦ ɨɞɢɧ
ɧɟɫɩɚɪɟɧɧɵɣ ɷɥɟɤɬɪɨɧ, ɬɨ ɦɟɠɞɭ ɚɬɨɦɚɦɢ ɜɨɡɧɢɤɚɸɬ ɤɪɚɬɧɵɟ ɫɜɹɡɢ (ɞɜɨɣɧɵɟ,
ɬɪɨɣɧɵɟ). ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɤɪɨɦɟ V-ɫɜɹɡɢ ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ S-ɫɜɹɡɢ.
53
Ɋɢɫ. 3.2. ɉɪɢɦɟɪɵ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ V-ɫɜɹɡɢ
ɉɢ-ɫɜɹɡɶ (S-ɫɜɹɡɶ) ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɩɪɢ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɢ ɚɬɨɦɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ ɧɚɞ ɢ
ɩɨɞ ɥɢɧɢɟɣ, ɫɨɟɞɢɧɹɸɳɟɣ ɰɟɧɬɪɵ ɚɬɨɦɨɜ. ɋɭɦɦɚɪɧɵɟ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɧɟ ɢɦɟɸɬ ɰɢɥɢɧɞɪɢɱɟɫɤɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɢ, ɤɚɤ ɜ ɫɥɭɱɚɟ V-ɫɜɹɡɢ. ȼ ɫɢɥɭ ɫɜɨɟɝɨ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟɧɧɨɝɨ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɹ S-ɫɜɹɡɶ ɨɛɪɚɡɭɸɬ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ ɩɚɪɵ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ:
– dxy (ɪɢɫ. 3.3). S-ɫɜɹɡɢ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ ɥɢɲɶ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɚɯ ɫ ɞɜɨɣɧɵɦɢ ɢ ɬɪɨɣɧɵ-
p
y
p
– py, pz – pz,
y
ɦɢ ɫɜɹɡɹɦɢ.
ɇɚɩɪɢɦɟɪ, ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ ɚɡɨɬɚ N2 ɮɨɪɦɢɪɭɟɬɫɹ ɬɪɨɣɧɚɹ ɫɜɹɡɶ (ɪɢɫ. 3.4). Ɉɞɧɚ
V-ɫɜɹɡɶ ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɡɚ ɫɱɟɬ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ 2px-ȺɈ ɤɚɠɞɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɚɡɨɬɚ. Ⱦɪɭɝɚɹ
ɫɜɹɡɶ (S-ɫɜɹɡɶ) ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɩɪɢ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɢ 2py-ȺɈ ɤɚɠɞɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɚɡɨɬɚ
(ɪɢɫ. 3.5). Ɍɪɟɬɶɹ ɫɜɹɡɶ (S-ɫɜɹɡɶ) ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɩɪɢ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɢ 2pz-ȺɈ ɤɚɠɞɨɝɨ
ɚɬɨɦɚ ɚɡɨɬɚ.
Ɋɢɫ. 3.3. ɉɪɢɦɟɪɵ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ S-ɫɜɹɡɢ
2p
2s
n n n
np
N
n n n
np
N
Ɋɢɫ. 3.4. ɋɯɟɦɚ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɹɡɟɣ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ ɚɡɨɬɚ N
54
2
Ɋɢɫ. 3.5. ɋɯɟɦɚ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɹ ȺɈ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ ɚɡɨɬɚ N
2
3.2. Ƚɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɹ ɚɬɨɦɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ
Ɍɟɨɪɢɹ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ȺɈ ɛɵɥɚ ɪɚɡɪɚɛɨɬɚɧɚ Ʌ. ɉɨɥɢɧɝɨɦ (ɋɒȺ) ɞɥɹ ɨɛɴɹɫɧɟɧɢɹ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɵɯ ɞɚɧɧɵɯ ɩɨ ɢɡɭɱɟɧɢɸ ɫɬɪɨɟɧɢɹ ɦɨɥɟɤɭɥ.
ɋɭɬɶ ɬɟɨɪɢɢ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ȺɈ ɡɚɤɥɸɱɚɟɬɫɹ ɜ ɬɨɦ, ɱɬɨ ȺɈ ɦɨɝɭɬ ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢ ɜɢɞɨɢɡɦɟɧɹɬɶɫɹ ɢ ɫɦɟɲɢɜɚɬɶɫɹ ɞɪɭɝ ɫ ɞɪɭɝɨɦ ɬɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɱɬɨɛɵ
ɨɛɟɫɩɟɱɢɬɶ ɧɚɢɛɨɥɶɲɟɟ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɟ ɫ ȺɈ ɞɪɭɝɢɯ ɚɬɨɦɨɜ, ɢ, ɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ,
ɧɚɢɛɨɥɶɲɢɣ ɜɵɢɝɪɵɲ ɷɧɟɪɝɢɢ.
ɞɨɫɬɢɝɚɟɬɫɹ ɜ ɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ, ɟɫɥɢ ɜɦɟɫɬɨ ȺɈ, ɢɦɟɸɳɢɯ ɪɚɡɧɵɟ ɮɨɪɦɭ ɢ
ɗɬɨ
ɷɧɟɪɝɢɸ, ɩɨɹɜɥɹɸɬɫɹ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵɟ ɩɨ ɮɨɪɦɟ ɢ ɷɧɟɪɝɢɢ ɝɢɛɪɢɞɧɵɟ ɨɪɛɢɬɚɥɢ,
ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɸɳɢɟ ɫɨɛɨɣ ɥɢɧɟɣɧɵɟ ɤɨɦɛɢɧɚɰɢɢ ɢɫɯɨɞɧɵɯ ȺɈ. ɗɬɨɬ ɩɨɞɯɨɞ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɟɬɫɹ ɜ ɪɚɦɤɚɯ ɦɟɬɨɞɚ ȼɋ.
ȼ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɬɨɝɨ, ɤɚɤɢɟ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɭɱɚɫɬɜɭɸɬ ɜ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɝɢɛɪɢɞɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ, ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɸɬ ɪɚɡɥɢɱɧɵɟ ɬɢɩɵ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ
ɢ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟɧɧɵɟ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚɜɲɢɯɫɹ ɝɢɛɪɢɞɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ. ɑɢɫɥɨ ɩɨɥɭɱɢɜɲɢɯɫɹ ɝɢɛɪɢɞɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ ɞɨɥɠɧɨ ɛɵɬɶ ɪɚɜɧɨ ɨɛɳɟɦɭ ɱɢɫɥɭ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ,
ɜɫɬɭɩɢɜɲɢɯ ɜɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ. Ɋɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɧɟɤɨɬɨɪɵɟ ɬɢɩɵ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ.
Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɬɟɨɪɢɢ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ.
1. ȼ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɦɨɝɭɬ ɭɱɚɫɬɜɨɜɚɬɶ ɬɨɥɶɤɨ ɬɟ ȺɈ, ɷɧɟɪɝɢɢ ɤɨɬɨɪɵɯ ɞɨ-
ɫɬɚɬɨɱɧɨ ɛɥɢɡɤɢ.
2. ɂɡ
n ȺɈ ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ n ɝɢɛɪɢɞɧɵɯ ȺɈ.
3. ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɷɧɟɪɝɢɢ ȺɈ ɫ ɪɚɡɧɵɦɢ ɡɧɚɱɟɧɢɹɦɢ ɨɪɛɢ-
ɬɚɥɶɧɨɝɨ ɤɜɚɧɬɨɜɨɝɨ ɱɢɫɥɚ (
l)ɫɬɚɧɨɜɹɬɫɹ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵɦɢ.
4. Ɏɨɪɦɵ ɜɫɟɯ ɝɢɛɪɢɞɧɵɯ ȺɈ ɩɪɢ ɞɚɧɧɨɦ ɬɢɩɟ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵ.
5. Ƚɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɹ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɸ ɪɚɜɧɨɰɟɧɧɵɯ V-ɫɜɹɡɟɣ.
ɍ ɝɢɛɪɢɞɧɨɣ ȺɈ (ȽɈ) ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɚɹ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɫɦɟɳɟɧɚ ɜ ɨɞɧɭ ɫɬɨɪɨɧɭ ɨɬ
ɹɞɪɚ (ɪɢɫ. 3.6). ɉɨɷɬɨɦɭ ɩɪɢ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɢ ɟɟ ɫ ȺɈ ɞɪɭɝɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ
ɛɨɥɟɟ ɝɥɭɛɨɤɨɟ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɟ, ɤɨɬɨɪɨɟ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɸ ɛɨɥɟɟ ɩɪɨɱɧɨɣ
ɫɜɹɡɢ. ɗɬɨɬ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɣ ɜɵɢɝɪɵɲ ɤɨɦɩɟɧɫɢɪɭɟɬ ɷɧɟɪɝɢɸ, ɬɪɟɛɭɟɦɭɸ ɧɚ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ ɝɢɛɪɢɞɧɨɣ ɨɪɛɢɬɚɥɢ. ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɛɨɥɟɟ ɭɫɬɨɣɱɢɜɚɹ ɦɨɥɟɤɭɥɚ.
55
Ɋɢɫ. 3.6. Ɏɨɪɦɚ ɝɢɛɪɢɞɧɨɣ ȺɈ
ɚ
sp
ɭ
sp
ȼ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɦɨɝɭɬ ɩɪɢɧɢɦɚɬɶ ɭɱɚɫɬɢɟ ɢ
d-ɨɪɛɢɬɚɥɢ. ɗɬɢ ɫɥɭɱɚɢ ɝɢ-
ɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɵ ɜ ɬɚɛɥ. 3.1.
Ɍɚɛɥɢɰɚ 3.1
Ɍɢɩɵ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɢ ɝɟɨɦɟɬɪɢɹ ɦɨɥɟɤɭɥ
Ƚɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɹ
ɑɢɫɥɨ
ɨɪɛɢɬ
ɥɟɣ
Ƚɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɚɹ
ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɹ
ɍɝɨɥ ɦɟɠɞɭ
ɫɜɹɡɹɦɢ
sp 2 ɥɢɧɟɣɧɚɹ 180°
2
3 ɬɪɟ
3
sp
4 ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɚɹ
d3s 4 ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɚɹ
3
2sp3
3
(sp
d) 5
3d2
(
) 6 ɨɤɬɚɷɞɪ 90°
dsp
d
ɝɨɥɶɧɚɹ 120°
109° 28c
109° 28c
ɬɪɢɝɨɧɚɥɶɧɚɹ
ɛɢɩɢɪɚɦɢɞɚ
90°, 120°
ɉɪɢɦɟɪɵ ɪɟɲɟɧɢɹ ɡɚɞɚɱ
ɉɪɢɦɟɪ 3.1. Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɭɸ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɸ (ɥɢɧɟɣɧɚɹ, ɭɝɥɨ-
ɜɚɹ) ɦɨɥɟɤɭɥɵ H
S. ɍɤɚɡɚɬɶ ɧɚɥɢɱɢɟ ɜ ɧɟɣ V- ɢ S-ɫɜɹɡɟɣ.
2
Ɋɟɲɟɧɢɟ. ɇɚɩɢɲɟɦ ɜɧɚɱɚɥɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɟ ɮɨɪɦɭɥɵ ɚɬɨɦɨɜ ɜɨɞɨɪɨɞɚ ɇ
ɢ ɫɟɪɵ S, ɡɚɬɟɦ ɭɤɚɠɟɦ ɪɚɫɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɧɚ ȺɈ ɜɧɟɲɧɢɯ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɯ ɭɪɨɜɧɟɣ ɢ ɨɩɪɟɞɟɥɢɦ, ɤɚɤɢɟ ȺɈ ɷɬɢɯ ɚɬɨɦɨɜ ɛɭɞɭɬ ɭɱɚɫɬɜɨɜɚɬɶ ɜ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɹɡɟɣ.
ɗɥɟɤɬɪɨɧɧɵɟ ɮɨɪɦɭɥɵ ɚɬɨɦɨɜ ɢɦɟɸɬ ɫɥɟɞɭɸɳɢɣ ɜɢɞ:
H (Z = 1) – 1s1; S (Z = 16) – 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p4.
ȼ ɦɨɥɟɤɭɥɟ H2S (ɪɢɫ. 3.7) ɞɜɟ V-ɫɜɹɡɢ ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ ɩɨ ɨɛɦɟɧɧɨɦɭ ɦɟɯɚɧɢɡɦɭ ɩɪɢ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɢ 1s-ȺɈ ɚɬɨɦɚ ɜɨɞɨɪɨɞɚ ɢ 3p-ȺɈ ɚɬɨɦɚ ɫɟɪɵ.
ɉɨɫɤɨɥɶɤɭ ɞɜɟ 3
p-ȺɈ ɚɬɨɦɚ ɫɟɪɵ, ɧɚ ɤɨɬɨɪɵɯ ɧɚɯɨɞɹɬɫɹ ɧɟɫɩɚɪɟɧɧɵɟ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ, ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɵ ɜɡɚɢɦɧɨ ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɨ, ɬɨ ɦɨɥɟɤɭɥɚ ɛɭɞɟɬ ɢɦɟɬɶ
ɭɝɥɨɜɨɟ ɫɬɪɨɟɧɢɟ (ɪɢɫ. 3.8).
56
Ɋɢɫ. 3.7. ȼɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɯɟɦɚ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɫɜɹɡɟɣ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ H2S
n
n
np
Ɋɢɫ. 3.8. ɉɟɪɟɤɪɵɜɚɧɢɟ ȺɈ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ H2S
ɉɪɢɦɟɪ 3.2. Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɬɢɩ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɰɟɧɬɪɚɥɶɧɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɜ ɦɨɥɟɤɭ-
ɥɟ ȼɟF
. ɂɡɨɛɪɚɡɢɬɶ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟɧɧɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ ɦɨɥɟɤɭɥɵ.
2
Ɋɟɲɟɧɢɟ. ȼ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɚɬɨɦ ɛɟɪɢɥɥɢɹ ɢɦɟɟɬ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɭɸ ɤɨɧɮɢ-
ɝɭɪɚɰɢɸ:
Be
2s
2p
B = 0
ɇɟɫɩɚɪɟɧɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɧɟɬ. ɉɨɷɬɨɦɭ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɪɚɫɫɦɨɬɪɟɬɶ ɜɨɡɛɭɠɞɺɧɧɨɟ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ:
Be*
B = 2
2p
2s
57
ȼ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɩɪɢɧɢɦɚɸɬ ɭɱɚɫɬɢɟ ɨɞɧɚ
ɚɬɨɦɚ ȼɟ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ ȼɟF
(ɪɢɫ. 3.9).
2
s-ɨɪɛɢɬɚɥɶ ɢ ɨɞɧɚ p-ɨɪɛɢɬɚɥɶ
Ɋɢɫ. 3.9.
s-ɨɪɛɢɬɚɥɶ ɢ p-ɨɪɛɢɬɚɥɶ ɚɬɨɦɚ ȼɟ
ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ ɞɜɟ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɧɨɜɨɝɨ ɬɢɩɚ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɧɚɡɵɜɚɸɬ
sɪ-ɝɢɛɪɢɞɧɵɦɢ (ɪɢɫ. 3.10). ɗɬɢ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɢɦɟɸɬ ɮɨɪɦɭ ɚɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɨɣ ɝɚɧɬɟɥɢ,
ɨɫɢ ɢɯ ɥɟɠɚɬ ɧɚ ɨɞɧɨɣ ɩɪɹɦɨɣ, ɨɛɪɚɡɭɹ ɭɝɨɥ 180° (ɫɦ. ɪɢɫ. 3.11). Ƚɢɛɪɢɞɧɵɟ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɩɟɪɟɤɪɵɜɚɸɬɫɹ ɫ
ɪ-ɨɪɛɢɬɚɥɹɦɢ ɚɬɨɦɨɜ ɮɬɨɪɚ, ɢ ɦɨɥɟɤɭɥɚ ȼɟF
ɢɦɟɟɬ
2
ɥɢɧɟɣɧɨɟ ɫɬɪɨɟɧɢɟ.
Ɋɢɫ. 3.10. sp-ɝɢɛɪɢɞɧɵɟ ȺɈ ɚɬɨɦɚ Be, ɢɡɨɛɪɚɠɺɧɧɵɟ ɪɚɡɞɟɥɶɧɨ
Ɋɢɫ. 3.11. sp-ɝɢɛɪɢɞɧɵɟ ȺɈ ɚɬɨɦɚ Be, ɢɡɨɛɪɚɠɺɧɧɵɟ ɜɦɟɫɬɟ
58
ɉɪɢɦɟɪ 3.3. Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɬɢɩ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɰɟɧɬɪɚɥɶɧɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɜ ɦɨɥɟɤɭ-
n
n n n
n
n n
. ɂɡɨɛɪɚɡɢɬɶ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟɧɧɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ ɦɨɥɟɤɭɥɵ.
ɥɟ BF
3
Ɋɟɲɟɧɢɟ. ȼ ɜɨɡɛɭɠɞɺɧɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɚɬɨɦ ɛɨɪɚ ɢɦɟɟɬ ɬɪɢ ɧɟɫɩɚɪɟɧɧɵɯ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ, ɱɬɨ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɢ 3 ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ BF
B*
B = 3
2p
2s
ȼɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ ɜɫɬɭɩɚɸɬ ɨɞɧɚ
ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ ɬɪɢ ɨɪɛɢɬɚɥɢ ɧɨɜɨɝɨ ɬɢɩɚ (
s- ɢ ɞɜɟ ɪ-ɨɪɛɢɬɚɥɢ, ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɱɟɝɨ
2
sp
-ɝɢɛɪɢɞɧɵɟ). Ɉɫɢ ɷɬɢɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ ɥɟ-
:
3
ɠɚɬ ɜ ɨɞɧɨɣ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ, ɢ ɭɝɥɵ ɦɟɠɞɭ ɧɢɦɢ ɪɚɜɧɵ 120° (ɫɦ. ɪɢɫ. 3.12). Ⱥɬɨɦ
ɛɨɪɚ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ BF
ɧɚɯɨɞɢɬɫɹ ɜ sp2- ɝɢɛɪɢɞɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ, ɢ ɷɬɚ ɦɨɥɟɤɭɥɚ
3
ɢɦɟɟɬ ɮɨɪɦɭ ɩɪɚɜɢɥɶɧɨɝɨ ɬɪɟɭɝɨɥɶɧɢɤɚ ɫ ɚɬɨɦɨɦ ɛɨɪɚ ɜ ɰɟɧɬɪɟ.
Ɋɢɫ. 3.12. ɋɯɟɦɚ
2
sp
-ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ȺɈ
ɉɪɢɦɟɪ 3.4. Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɬɢɩ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɰɟɧɬɪɚɥɶɧɨɝɨ ɚɬɨɦɚ ɜ ɦɨɥɟɤɭ-
ɥɟ CH
. ɂɡɨɛɪɚɡɢɬɶ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟɧɧɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ ɦɨɥɟɤɭɥɵ.
4
Ɋɟɲɟɧɢɟ. ȼ ɜɨɡɛɭɠɞɺɧɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɚɬɨɦ ɭɝɥɟɪɨɞɚ ɢɦɟɟɬ 4 ɧɟɫɩɚɪɟɧɧɵɯ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ, ɱɬɨ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɢ 4 ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ CH
C*
2p
B = 4
2s
ȼ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɜ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɩɪɢɧɢɦɚɸɬ ɭɱɚɫɬɢɟ ɨɞɧɚ
ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ ɱɟɬɵɪɟ ɧɨɜɵɟ ɨɪɛɢɬɚɥɢ (
sɪ
:
4
3
s- ɢ ɬɪɢ ɪ-ɨɪɛɢɬɚɥɢ.
-ɝɢɛɪɢɞɧɵɟ). Ɉɫɢ ɷɬɢɯ ɨɪ-
ɛɢɬɚɥɟɣ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɵ ɨɬ ɰɟɧɬɪɚ ɤ ɜɟɪɲɢɧɚɦ ɬɟɬɪɚɷɞɪɚ, ɭɝɥɵ ɦɟɠɞɭ ɨɫɹɦɢ ɪɚɜɧɵ
109° 28c (ɫɦ. ɪɢɫ. 3.13, ɪɢɫ. 3.14). ɋ ɩɨɦɨɳɶɸ ɷɬɨɝɨ ɬɢɩɚ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɦɨɠɧɨ
ɨɛɴɹɫɧɢɬɶ ɫɬɪɨɟɧɢɟ ɦɨɥɟɤɭɥ CH
, CF4, SiH4, ɢɦɟɸɳɢɯ ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɭɸ ɤɨɧɮɢ-
4
ɝɭɪɚɰɢɸ.
Ɋɢɫ. 3.13. ɋɯɟɦɚ
3
sp
-ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ȺɈ
59
Ɋɢɫ. 3.14. ɋɯɟɦɚ
np
n n n
3
sp
-ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ȺɈ ɜ ɦɨɥɟɤɭɥɟ ɦɟɬɚɧɚ (CH4)
ɉɪɢɦɟɪ 3.5. Ɋɚɫɫɦɨɬɪɟɬɶ ɦɟɬɨɞɨɦ ȼɋ ɦɨɥɟɤɭɥɭ ɯɥɨɪɢɞɚ ɮɨɫɮɨɪɚ (V) PCl
5
Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɬɢɩ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɚɬɨɦɚ ɮɨɫɮɨɪɚ.
Ɋɟɲɟɧɢɟ. ȼ ɦɨɥɟɤɭɥɟ PCl
ɗɥɟɤɬɪɨɧɧɚɹ ɮɨɪɦɭɥɚ ɚɬɨɦɚ ɮɨɫɮɨɪɚ (Z = 15) ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɢɦɟɟɬ ɜɢɞ:
2
[Ne]3
s
3p3. Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɚɬɨɦ ɮɨɫɮɨɪɚ ɢɦɟɟɬ ɬɪɢ ɧɟ-
ɮɨɫɮɨɪ ɩɪɨɹɜɥɹɟɬ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɶ ɪɚɜɧɭɸ ɩɹɬɢ.
5
ɫɩɚɪɟɧɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ:
.
3p
P
3s
Ⱦɥɹ ɨɛɴɹɫɧɟɧɢɹ ɜɚɥɟɧɬɧɨɫɬɢ ɪɚɜɧɨɣ ɩɹɬɢ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɪɚɫɫɦɨɬɪɟɬɶ ɜɨɡɛɭɠɞɟɧɧɨɟ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɚɬɨɦɚ ɮɨɫɮɨɪɚ, ɩɪɢ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɤɨɬɨɪɨɝɨ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ
ɩɟɪɟɯɨɞ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ ɫ 3
s-ɩɨɞɭɪɨɜɧɹ ɧɚ ɫɜɨɛɨɞɧɵɣ 3d-ɩɨɞɭɪɨɜɟɧɶ:
n
P*
n
3s
n n n
3p
3d
ȼ ɞɚɧɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɜ ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɢ ɛɭɞɭɬ ɩɪɢɧɢɦɚɬɶ ɭɱɚɫɬɢɟ ɩɹɬɶ ȺɈ ɚɬɨɦɚ
ɮɨɫɮɨɪɚ: ɨɞɧɚ 3
s-ȺɈ, ɬɪɢ 3p-ȺɈ, ɨɞɧɚ 3d-ȺɈ (sp3d-ɝɢɛɪɢɞɢɡɚɰɢɹ). ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚ-
ɬɟ ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɩɹɬɶ ɪɚɜɧɨɰɟɧɧɵɯ ɝɢɛɪɢɞɧɵɯ ɨɪɛɢɬɚɥɟɣ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɵ
ɤ ɭɝɥɚɦ ɬɪɢɝɨɧɚɥɶɧɨɣ ɛɢɩɢɪɚɦɢɞɵ ɢ ɤɨɬɨɪɵɟ ɨɛɪɚɡɭɸɬ ɩɹɬɶ ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ ɫ ɚɬɨɦɚɦɢ ɯɥɨɪɚ (ɪɢɫ. 3.15).
60
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