6: Склеювання в органічних молекулах
- Page ID
- 106320
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
У попередніх розділах ми показали, як можна використовувати моделі кульки та палиці для прогнозування загального розташування в просторі органічних молекул. Палички відповідають хімічним зв'язкам, які ми представляємо в структурних формулах у вигляді ліній, або в структурах Льюїса як пари точок, що позначають спільні пари електронів. Пам'ятаючи, що електрони і ядра - це заряджені частинки, і що саме електричні сили тяжіння і відштовхування між електронами і ядрами визначають зв'язок, можливо, слід здивуватися тому, що такі прості механічні моделі дають стільки корисної інформації. Те, що ми спробуємо зробити в цій главі, - це показати вам, як сучасна електронна теорія хімічного зв'язку забезпечує сильну підтримку використання моделей кульки та палиці для багатьох органічних молекул, а також де це вказує на те, що моделі потрібно модифікувати або не можуть належним чином представляти структурні домовленостей.
- 6.1: Прелюдія до склеювання
- ось кілька якісних підходів до склеювання в багатоатомних молекулах, але ми обговоримо тут найбільш широко використовуваний і популярний в даний час підхід. Цей підхід передбачає встановлення відповідних атомних орбіталів для атомів і враховуючи, що кожен зв'язок виникає з привабливих електричних сил двох або більше ядер для пари електронів в перекриваються атомних орбіталів, з кожною орбіталлю на іншому атомі.
- 6.2: Воднеподібні атомні орбіталі
- З сучасною концепцією атома водню ми не візуалізуємо орбітальний електрон, що проходить просту планетарну орбіту. Швидше, ми говоримо про атомної орбіталі, в якій є лише ймовірність знаходження електрона в конкретному обсязі на заданій відстані і напрямку від ядра. Межі такої орбіти не відрізняються, оскільки завжди залишається кінцева, нехай і мала, ймовірність знаходження електрона відносно далеко від ядра.
- 6.3: Формування зв'язків за допомогою атомних орбіталів
- У написанні звичайних структур Льюїса для молекул ми припускаємо, що ковалентний хімічний зв'язок між двома атомами передбачає спільне використання пари виборів, по одному від кожного атома. На малюнку 6-5 показано, як атомні орбіталі можна вважати використовуваними для формування зв'язків. Тут ми постулюємо, що єдиний зв'язок утворюється шляхом стягування двох атомних ядер привабливими силами, що чинилися ядрами для двох парних електронів в перекриваються атомних орбіталів.
- 6.4: Відштовхування електронів та кути зв'язку. Орбітальна гібридизація
- Повідомлення про сторінку Вимкнено Зберегти як PDF Поділитися При прогнозуванні кутів зв'язку в малих молекулах ми виявляємо, що ми можемо зробити багато чого з простою ідеєю, що на відміну від зарядів виробляють привабливі сили, тоді як заряди виробляють сили відштовхування. У нас будуть електронно-ядерні атракціони, електронно-електронні відбиття та ядерно-ядрові відбиття.
- 6.5: Атомно-орбітальні моделі
- Представлено побудову декількох атомно-орбітальних моделей для різних класів органічних молекул.
- 6.6: Резонанс
- Сполучні електрони можуть бути пов'язані з більш ніж двома ядрами, і цим слід отримати міру стабільності, оскільки ступінь зв'язку збільшується, коли електрони можуть розподілятися над більшим об'ємом. Цей ефект часто називають електронною делокалізацією або резонансом. Важливо лише в тому випадку, якщо складові атомні орбіталі значно перекриваються, і це буде багато в чому залежати від молекулярної геометрії.
- 6.7: Розширена квантова теорія органічних молекул
- В останні роки великий прогрес був досягнутий в квантово-механічних розрахунках властивостей малих органічних молекул так званими методами ab initio, що означає розрахунки з базової фізичної теорії з використанням тільки фундаментальних констант, без калібрування з відомих молекулярних констант. Обчислення, які калібруються одним або декількома відомими властивостями, а потім використовуються для обчислення інших властивостей, називаються «напівемпіричними» розрахунками.
- 6.E: Склеювання в органічних молекулах (вправи)
- Це домашні вправи, які супроводжують главу 6 TextMap з основних принципів органічної хімії (Робертс та Касеріо).