А. Ф. Новиков строение вещества



Pdf көрінісі
бет36/78
Дата04.11.2023
өлшемі2,4 Mb.
#189767
түріУчебное пособие
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   78
Байланысты:
1022 3

46 
 
углерода в таких молекулах направлены в пространстве так, что атом 
углерода как бы находится в центре тетраэдра, а атомы и группы атомов, 
соединенные с углеродом, в его вершинах.
Если в молекуле имеется хотя бы один атом углерода, соединенный с 
четырьмя различными атомами
 
или группами, то такие молекулы 
асимметричны, то есть они не имеют плоскости симметрии. Углеродный 
атом, соединенный с четырьмя различными атомами или группами, 
называют асимметрическим атомом углерода. 
Характерным примером оптически активного вещества является 
молочная кислота, в ее молекуле имеется асимметрический атом углерода
отмеченный звездочкой:
COOH 
│ 
H
─ C

─ OH 
│ 
CH
3
Рис.32 
На рис.33 представлены пространственные модели энантиомеров 
молочной кислоты. Эти молекулы асимметричны, так как расположение 
групп при асимметрическом атоме у них не одинаково. В молекуле согласно 
рис.33,а атом водорода (
H
), метильная (
СH
3
) и гидроксильная (
OH
) группы 
расположены по ходу часовой стрелки, если смотреть сверху, со стороны 
группы (
COOH
), а в молекуле на рис. 33,б – против. 
Рис.33 
Как бы мы ни поворачивали каждую из изображенных моделей, она 
никогда не совместится с другой всеми своими группами: две группы при 


47 
 
асимметрическом атоме углерода у
 
них всегда оказываются направленными 
в противоположные стороны. 
Оптические изомеры, отклоняющие плоскость поляризации вправо
называются правовращающими и обозначаются знаком (+), а отклоняющие 
влево – левовращающими и обозначаются знаком (–).
2.5. Ковалентная связь, метод молекулярных орбиталей 
В целом, при всей своей наглядности и простоте метод ВС не в 
состоянии дать адекватного описания строения целого ряда довольно 
несложных и распространенных молекул. Наиболее убедительный пример – 
это простейшее молекулярное образование, молекулярный ион водорода 
(
Н
2
+
), в котором связь образуется с помощью всего одного электрона, что 
противоречит третьему исходному положению метода ВС (см. разд. 2.4).
Таким образом, возникла необходимость в разработке альтернативного 
подхода к выбору правильной волновой функции для электронов в молекуле 
– 
метода молекулярных орбиталей (МО). 
Метод МО призван устранить противоречия рассмотренного ранее 
метода ВС, однако он менее нагляден и более сложен с математической 
точки зрения. 
Метод МО основывается на следующих предпосылках: 
1.
Каждый электрон в молекуле принадлежит не одному какому-то 
атому, а молекуле в целом, занимая определенную молекулярную 
орбиталь. 
2.
Каждая молекулярная орбиталь характеризуется своим набором 
квантовых чисел подобно атомным орбиталям, однако обозначаются 
они прописными буквами: 
N, L, M
и 
S
. Имеются несложные 
формулы пересчета атомных квантовых чисел в молекулярные. 
3.
При заполнении электронами молекулярных орбиталей действуют 
правила и принципы, выработанные для атомных орбиталей 
(принцип Паули, правило Хунда и т.д.). 
4.
Волновая функция всех электронов данной орбитали есть 
произведение волновых функций всех электронов на молекулярной 
орбитали:
Ψмо = Ψ

· Ψ

· Ψ

· ...
5. Волновая функция электрона на данной орбитали определяется
линейной комбинацией атомных орбиталей – ЛКАО (МО). 
Таким образом, уже первый и единственный электрон (как это имеет 
место в молекулярном ионе 
Н
2
+
) может быть описан следующими двумя 
волновыми функциями:
Ψ
1

с
1
· [
Ψ
a
(A) 

Ψ
a
(B)
]
 

Ψ
2

с
2
· [
Ψ
a
(A) 

Ψ
a
(B)
]
 





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   78




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет