2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение14.04.2016, 14:30 


22/09/15
21
Изображение]
Изначально С[1s2,2s2,2p2] и O[1s2,2s2,2p4] (левая часть картинки, соединение CO)
Как понимаю электроны на:
1 сигма уровне от 1s2 O
2 сигма уровне от 1s2 С
3 сигма уровне от 2s2 O
4 сигма уровне не могу понять откуда
1 пх уровне от 2p2 C
1 пy уровне от 2p2 O
5 сигма уровне не могу понять откуда

Я бы сказал что на 4 сигма уровне электроны от 2s2 C, но тогда мне не хватает электронов на 5 сигма уровень
То есть откуда, с каких АО атомов, берутся электроны на соответствующих энергетических уровнях?
И, как понимаю, пх и пy уровни, находятся на одном уровне энергии я являются связывающими (вроде в разных плоскостях)? или они
образуют разрыхляющую связь?

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение14.04.2016, 16:03 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
69184
klynxe в сообщении #1114943 писал(а):
Как понимаю электроны на:
1 сигма уровне от 1s2 O
2 сигма уровне от 1s2 С
3 сигма уровне от 2s2 O
4 сигма уровне не могу понять откуда
1 пх уровне от 2p2 C
1 пy уровне от 2p2 O
5 сигма уровне не могу понять откуда

Всё неправильно, с самого начала.

Для начала, пишите "сигма" и "пи" средствами написания формул. А то вас заставят - но в это время вы не сможете обсуждать ничего с собеседниками. Это делается так: $1\sigma$ $1\pi_x$ $1\pi_y$ - наведите мышку на эти формулы, и вы увидите, как они были написаны, обрамлённые долларами.

Теперь:
Электроны на $1\sigma$-уровне не образуются из $1s^2$ кислорода $\mathrm{O}.$
Вместо этого, как нарисовано пунктиром, электроны на обоих $1\sigma$ и $2\sigma$-уровнях, взятых вместе, образуются из $1s^2$ кислорода $\mathrm{O}$ и $1s^2$ углерода $\mathrm{C},$ тоже взятых вместе. Эти электроны "перемешиваются" друг с другом, поскольку электроны между собой неразличимы.

(Вообще говоря, перемешиваются сразу все электроны всех уровней, но это усложнение ничего нового и хорошего не даст для понимания, поэтому можно об этом не думать.)

До $3\sigma$ у вас всё понятно.

Дальше заполняются четыре уровня: $4\sigma,1\pi_x,1\pi_y,5\sigma.$ В сумме они требуют восемь электронов. А для их заполнения, используются электроны $2s^2,2p^2$ углерода (четыре электрона), и электроны $2p^4$ кислорода (четыре электрона). В сумме тоже восемь. Всё, на все заполненные уровни хватило электронов. При этом, $4\sigma,1\pi_x,1\pi_y$ - связывающие молекулярные орбитали, они заполнены; а $1\pi_x^*,1\pi_y^*,6\sigma^*$ - разрыхляющие орбитали (что обозначено звёздочкой), и они незаполнены.

В этой мешанине, можно условно считать, что отдельно $5\sigma$ уровень получил пару электронов из $2p^2$ электронов углерода. Тут тоже было два и стало два. Это удобно, потому что эти уровни приблизительно на одной энергии, и так можно эти электроны мысленно отбросить и не учитывать. Тогда остаётся: $4\sigma,1\pi_x,1\pi_y$ (в сумме шесть электронов) получают электроны из $2s^2$ углерода (два электрона) и $2p^4$ кислорода (четыре электрона) - в сумме тоже шесть.

klynxe в сообщении #1114943 писал(а):
Я бы сказал что на 4 сигма уровне электроны от 2s2 C, но тогда мне не хватает электронов на 5 сигма уровень

Вы забыли, что у кислорода на $2p$-уровне расположено всего не два, а четыре электрона.
(Update: исправлена опечатка, было "$2s$".)

klynxe в сообщении #1114943 писал(а):
И, как понимаю, пх и пy уровни, находятся на одном уровне энергии я являются связывающими (вроде в разных плоскостях)? или они
образуют разрыхляющую связь?

Без звёздочки - связывающие. Со звёздочкой - разрыхляющие.

-- 14.04.2016 16:12:19 --

Вот как на самом деле в пространстве выглядят эти орбитали (картинки из Марч. Органическая химия. Т. 1)

Изображение

Изображение

Изображение

Вторая и третья картинка должны помочь вам понять разницу между разрыхляющими $\pi^*$-орбиталями, и $\pi_{x,y}$-орбиталями в разных плоскостях.

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение14.04.2016, 16:43 


22/09/15
21
Почему у кислорода 4 электрона на s уровне?

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение14.04.2016, 17:24 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
69184
Тьфу, на $2p.$ Опечатка.

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение16.04.2016, 23:50 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1997
Минск, Беларусь
Один нюанс: $\pi_{x,y}$ имеет осевую симметрию $D_{\infty h}$, а вовсе не $D_{4h}$, как на рисунке. Т.е. это сплошная трубка, а не четыре "стяжки".

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение17.04.2016, 00:07 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
69184
Под $\pi_{x,y}$ я сокращённо имел в виду две орбитали: $\pi_x$ и $\pi_y.$ А то, что вы говорите, требует создания суммы $\pi_x+i\pi_y.$

-- 17.04.2016 00:09:46 --

Хм. Может быть, речь идёт о том, что в реальной молекуле этилена можно только условно выделить $\pi_{x,y}$-орбитали, а реально имеет место их смесь. Это да, но это более сложная идея.

Ещё речь может идти о том, что если сложить электронные плотности $\pi_x$ и $\pi_y,$ то тоже получится "сплошная трубка, а не четыре стяжки". Это тоже верно, но тоже более сложная идея (как минимум, количественная).

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение17.04.2016, 01:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1997
Минск, Беларусь
Я про реальную молекулу, но не этилена, а угарного газа, как у ТС. Ну или ацетилена, если Вам ближе углеводороды.

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение17.04.2016, 02:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
69184
Ацетилена, конечно же. У Марча ацетилен изображён.

 Профиль  
                  
 
 Re: Образование химической связи гетерогенных молекул
Сообщение18.04.2016, 00:31 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13234
с Территории
У Марча изображён ацетилен для органиков. Они упадут в обморок, если им сказать про $\pi_x+i\pi_y.$ Так-то понятно, что на настоящей молекуле "ничего не торчит" с боков.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group