- •1. Строение атома
- •2. Периодический закон д.И. Менделеева
- •3. Химическая связь и строение молекул
- •4. Химическая связь в комплексных соединениях
- •5. Метод молекулярных орбиталей
- •1. Строение атома
- •Спектры испускания
- •1.2. Теория н. Бора
- •1.3. Волновые свойства материальных объектов
- •1.4. Представление о квантовой механике
- •1.5. Характеристика состояния электрона в атоме системой квантовых чисел
- •Задачи и упражнения
- •2. Периодический закон д.И. Менделеева
- •2.1. Периодическая система элементов
- •2.2. Периодический закон и электронное строение атомов элементов
- •2.3. Примеры периодического изменения свойств
- •2.3.1. Атомные и ионные радиусы
- •Относительная сила кислот и оснований (схема Косселя)
- •2.3.2. Энергия ионизации
- •Задачи и упражнения
- •3. Химическая связь и строение молекул
- •3.1. Типы химической связи
- •3.2. Донорно-акцепторный механизм образования связи
- •3.3. Основные характеристики химической связи
- •3.4. Квантово-химическое описание ковалентной связи
- •Основные положения метода валентных связей сводятся к следующему.
- •3.5. Геометрия молекул
- •3.5.1. Гибридные представления
- •3.5.2. Метод Гиллеспи
- •3.6. Метод наложения валентных схем
- •Задачи и упражнения
- •4. Химическая связь в комплексных соединениях
- •4.1. Метод валентных связей
- •4.2. Теория кристаллического поля
- •Задачи и упражнения
- •5. Метод молекулярных орбиталей
- •Основные положения метода мо
- •Задачи и упражнения
- •Учебное издание
Задачи и упражнения
Пример 20. На основе метода МО объяснить, почему не существуют молекулы He2; Be2; Ne2.
Решение. Распределим электроны по молекулярным орбиталям в указанных частицах и определим кратность связи:
He2 КК; кратность связи = (2–2):2 = 0
Be2 КК (σ2s)2(σ2s*)2; кратность связи = (4–4):2 = 0
Ne2 КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2(π2p*)4(σ2pz*)2; кратность связи = (10–10):2 = 0
Нулевая кратность связи и есть объяснение того факта, что приведенные молекулы не существуют, тогда как молекулярные ионы типа He2+ и Be2+ существуют.
Пример 21. Объяснить следующие изменения энтальпии связи при переходе от нейтральных молекул к ионам
NO и NO+; O2 и O2+; N2 и N2–
ΔН связи, кДж/моль 623 1048 494 629 940 ?
Оценить энтальпию связи в ионе N2–.
Решение. Распределение электронов по молекулярным орбиталям для рассматриваемых частиц
NO КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2(π2px*)1
15 ē кратность связи = (10–5):2 = 2,5
NO+ КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2
14 ē кратность связи = (10–4):2 = 3
O2 КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2(π2px*)1(π2py*)1
16 ē кратность связи = (10–6):2 = 2
O2+ КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2(π2px*)1
15 ē кратность связи = (10–5):2 = 2,5
Увеличение энтальпии связи при переходе от нейтральных молекул NO и O2 к молекулярным ионам NO+ и O2+ связано с увеличением кратности связи. При этом полезно отметить, что изоэлектронные частицы NO и O2+, имеющие одинаковую кратность связи, характеризуются практически совпадающими значениями энтальпии связи. Распределение электронов по молекулярным орбиталям N2 и N2–:
N2 КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2
14 ē кратность связи = (10–4):2 = 3
N2– КК (σ2s)2(σ2s*)2(π2p)4(σ2pz)2(π2px*)1
15 ē кратность связи = (10–5):2 = 2,5
Как видно, при переходе от N2 к N2– кратность связи уменьшается на 0,5; и частица N2– изоэлектронна частицам NО и О2+. Отсюда можно предположить, что энтальпия связи в N2– будет близка к значениям, характеризующим энтальпии связей в NО и О2+, и составлять величину порядка 600–650 кДж/моль.
Учебное издание
СОЛОВЬЕВ Сергей Николаевич
НАЧАЛА ХИМИИ
ЭЛЕМЕНТЫ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА
Конспект лекций, задачи и упражнения
Редактор Н.А. Заходякина