Реферат гибридизация sp: Гибридизация орбиталей (Реферат) — TopRef.ru

Содержание

Гибридизация орбиталей (Реферат) — TopRef.ru

Гибридизация орбиталей

3.3.1. Вращательные движения определяют важнейшие черты стационарных состояний электронных оболочек и ядер aтомов и молекул. Некоторые приемы теоретического анализа состояний атомно-молекулярных систем особенно наглядно можно исследовать на примере простейшей модели вращения – плоского ротатора. Мы уже рассмотрели замену комплексных орбиталей действительными волновыми функциями, допускающими наглядное графическое представление. Следующий прием  построение гибридных орбиталей, каждая из которых уже не обладает центральной симметрией, а напротив, отличается ярко выраженной концентрацией в некотором выделенном направлении. Заглядывая вперед, отметим, что гибридные электронные орбитали атомов играют важнейшую роль в образовании химических связей.

Эффект гибридизации позволяет наглядно проиллюстрировать применение принципа суперпозиции состояний, чрезвычайно важного для химии и для всей квантовой механики.

3.3.2. Гибридизация – это смешение состояний с различными значениями момента импульса. Например, гибридные орбитали можно образовать из волновых функций σ- и π-типа, но из орбиталей только π-типа – нельзя.

Смешивая орбитали разных уровней, удается построить гибкие формы орбиталей, пригодные для описания каких-либо физических или химических явлений, рассмативая их как возмущение исходных состояний системы. С этой целью образуют линейные комбинации из волновых функций, принадлежащих различным уровням. Энергии гибридизующихся орбиталей различаются, но это отличие должно быть невелико.

3.3.3. На основе исходного набора волновых функций – тройки орбиталей (), принадлежащих двум низшим ypoвням плоского ротатора, возможны два предельных способа построения гибридов. В первом из них гибридизуются только σ- и лишь одна из двух π-орбиталей, тогда как вторая остается несмешанной. Например, образуем ниже гибрид из σ- πс, не затрагивая πs.

Назовем этот тип смешения σπ-гибридизацией. Во втором случае смешиваются все три исходные орбитали, т.е. происходит σπ2-гибридизация. Число гибридных функций всегда равно числу исходных смешивающихся орбиталей.

В обоих случаях исходные орбитали образуют ортонормированный базисный набор (2.4) или кратко базис, и в этом смысле совершенно подобны некоторым единичным векторам. Орбитали базисного набора удобно представить в упорядоченном виде вектора-столбца или вектора-строки, вводя при этом унифицированные обозначения

,

или равноценно

, где

3.3.4. Образование гибридных орбиталей представляет собой смешение исходных базисных орбиталей, т.е. их линейную комбинацию. Численные коэффициенты при базисных функциях определяют их вклады в составе гибрида и, как правило, находятся из простых соображений.

Возможные варианты образования ортонормированных гибридных орбиталей представим схемой:

(3. 42) (3.43)

В матричной форме эти выражения примут вид:

(3.44)

Для каждой из гибридных i-орбиталей алгебраическая связь между коэффициентами при компонентах ортонормированного базиса (в нашем случае ) идентична обычной связи между проекциями ортонормированных векторов:

для i=1, 2 i=1, 2, 3, j ≠ i

Согласно постулату 4 (уравнение 2.29) квадраты коэффициентов наделены определенным смыслом. Каждый из них определяет вероятность “чистого” исходного состояния в составе смешанного.

3.3.5. Для простоты и определенности образуем такие гибриды, при смешении 2-х волновых функций (σ и πс), вес каждой из них в составе гибридных орбиталей одинаков, т.е. равен 1/2:

.

Последнее соотношение приводит к выводу:

(3. 45)

откуда для разных значений i=1, 2 получаем равноценные возможности, т.е. два вектора

Следовательно, гибридные орбитали имеют вид:

(3.46)

Подставив в (3.46) явные выражения базисных векторов (336) и (3.40), получим гибридные орбитали как функции полярного аргумента:

(3.47)

На полярных графиках гибридных орбиталей (рис. 6) наглядно представлена их ориентированность. Основная часть каждой орбитали сконцентрирована в больших лепестках, противоположно направленных в разные стороны от полюса – центра вращения.

3.3.6. Рассмотрим теперь более сложный случай σπ2-гибридных орбиталей. Полагая и выбирая для сi1 арифметическое значение корня, т.е. , мы неизбежно сохраняем свободу выбора значений сi2 и сi3, которая ограничена только условием

. (3.48)

Введем тригонометрическую постановку, удовлетворяющую условию (3.48):

, . (3.49)

Тогда общее выражение для гибридных орбиталей примет вид:

(3.50)

Линейная комбинация орбиталей πс и πs в составе ξi представляет собой также πс-орбиталь, ось которой повернута под углом к исходному координат-ному лучу, так как:

. (3.51)

На этом основании из (3.50) получается общая формула для σπ2-гибридных волновых функций:

; i=1, 2, 3

Один из трех углов αi можно выбрать произвольно, но остальные будут определяться из условия ортогональности гибридных орбиталей. Без потери общности положим α1=0 и получим

, (3. 53)

. (3.54)

Найдем углы α2,3, используя ортогональность гибридных функций (1.14):

Откуда следует

и с учетом ортонормированности базиса, т.е. ‹σ|σ›=1; ‹σ|πс›=0 (независимо от ориентации πс-функции) получаем уравнение:

Совершим равносильные преобразования

В итоге получаем искомое тригонометрическое уравнение

и (3.57)

. (3.58)

Таким образом, все три гибридные орбитали ориентированны вдоль трех лучей, направленных под углом 1200 друг к другу.

3.3.7. Завершая расчеты волновых функций σπ- и σπ2-гибридов, изобразим полярные диаграммы гибридных орбиталей и уровни энергии.

3.3.8. Покажем, что энергия смешанного гибридного состояния отличается от энергий исходных чистых состояний и является их средневзвешенной величиной. Для расчета используем исходный гамильтониан плоского ротатора, для которого σ- π-орбитали являются собственными функциями.

Расчитывая уровни σπ- и σπ2-гибридов, мы имеем возможность продемонстрировать компактность и простоту математических выкладок, основанных на операторных уравнениях с использованием бра- и кет-символов скалярных произведений – интегралов.

Обратимся к 5-му постулату, на основании которого производится расчет средних значений динамических переменных. Энергия σπ-гибрида равна:

. (3.59)

Уровень σπ-гибрида оказался дважды вырожденным и лежащим точно посередине между исходными уровнями σ- и π-орбиталей. При выводе использованно свойство ортонормированности базиса: ‹σ|σ›=1; ‹σ|π› = ‹π|σ› = 0

3.3.9. Энергия σπ2-гибрида рассчитывается аналогично; для краткости записи введем обозначение и получим:

(3.60)

Здесь гибридный уровень трижды вырожден и лежит ближе к π-уровню, котоpый представлен в формуле (3.60) со вдвое большим весом по сравнению с Еσ.

Информация, полученная нами в этом разделе, окажется очень полезной при качественном анализе химической. связи и теории валентности.

3.4. Совместные измерения динамических переменных. Коммутация операторов и соотношения неопределенностей Гейзенберга.

3.4.1. Вновь обратимся к анализу измерений. На основе результатов, полученных в разделах 2.2.3, 2.3.2 и 3.2.2, мы в состояниирешить очень важную проблему, связанную с совместными измерениями различных динамических переменных. Исследуем эту проблему на основе анализа операторных уравнений, имитирующих акты измерений. Последовательному измерению двух величин λ и μ соответствует произведение связанных с ними операторов и , т.е. их последовательное выполнение. Запись означает, что раньше измеряется величина μ, а затем λ. И, обратно, запись отвечает первичному измерению величины λ и затем – величины μ. Таким образом правило о последовательности выполнения операторов таково: произведение означает, что сначала на функцию действует оператор, стоящий непосредственно слева от функции, т.е. , в результате чего получается новая функция, над которой выполняется преобразование, диктуемое оператором .

3.4.2. Вопрос о совместности измерений двух величин сводится к тому, можно ли без последствий изменять порядок измерений. Если результаты не зависят от последовательности измерений, то операторные схемы и должны быть эквивалентными, а их разность будет нулевой:

, (3. 61)

или, собирая влево от функции все операторы, получим:

. (3.62)

Формула (3.62) называется коммутационным (перестановочным) соотношением, а разность произведений операторов, записанных в разной последовательности, носит название коммутатора

. (3.63)

3.4.3. Коммутатор равен нулю для величин, которые могут наблюдаться одновременно. Коммутирующие операторы обладают одинаковыми наборами собственных функций. Если же коммутатор отличен от нуля, то совместное измерение величин не имеет смысла, т.е. такой прибор в принципе невозможно построить.

3.4.4. Рассмотрим одновременные измерения величин, у которых произведение их размерностей совпадает с размерностью константы Планка ([энергия]·[время]). Таковыми являются:

а) импульс и координата в одномерном поступательном движении;

б) проекция момента импульса на ось и точное положение, ротатора на орбите при плоском вращении, определяемом углом φ;

в) энергия и время у нестационарной системы.

Для этих трех случаев составим коммутаторы, пользуясь формулами (2.10), (3.24) и (2.19). На основании уравнения (2.19) оператор гамильтона можно заменить оператором . Получаем:

, (3.64)

, (3.65)

(3.66)

В случае (3.66) волновая функция, на которую действует коммутатор, должна содержать временную часть.

Посмотрим, каков результат действий этих коммутаторов на волновую функцию на примере (3.64):

.

Таким образом, исследуемый коммутатор равен

. (3.67)

Согласно равенству (3.67), во всех математических выражениях, где можно произвести группировку операторов , приводящую к коммутатору, его можно заменить мнимым числом . Это же справедливо и для (3.65), и (3.66). Напомним, что операторы можно выносить только влево от функции и, производя преобразования, нельзя нарушать порядок сомножителей, но допустима группировка операторных слагаемых и сомножителей. Аналогично получаем:

, (3.68)

. (3.69)

Формулы (3.67), (3.68) и (3.69) дают строгие операторные выражения принципа неопределенностей Гейзенберга, запрещающего одновременное точное измерение перечисленных пар переменных, и это принципиальное ограничение не связано с конструкцией прибора.

Реферат на тему Алкодиены Коучуки

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕФЕРАТ Алкодиены и Каучуки. по учебному предмету «Химия» Выполнил: Студент I курса Группа ИСП-205 В Милько Л. И. Проверила Преподаватель Грошева Л.В. 2021 Содержание 1. Строение алкадиенов……………………………….………4-5 2. Вид гибридизации…………………………………….………6-7 3. Гомологический ряд……………………………….…………..8 4. Свойств……………………………………………….….….…..9 5. Получение…………………………………….……..….………10 6. Применение………………………………………..…….……11 Заключение………………………………………………………12 Список литературы………………………………………………13 Гидратации аллена в условиях кислотного катализа присоединение протона идёт по терминальному углероду, образующийся при этом енол далее таутомеризуется в ацетон: Ch3=С=Ch3 + h3O [Ch3=С(OH)Ch4] Ch4COCh4 Под действием щелочей или кислот аллены могут претерпевать прототропные перегруппировки в 1,3-диены: RCh3CH=C=Ch3 RCH=CHCH=Ch3 Реакции 1,3-диенов Специфика реакционной способности 1,3-диенов обусловлена мезомерией вследствие сопряжения двойных связей: Результатом является то, что в случае электрофильного присоединения к сопряжённым диенам типичны реакции 1,4-присоединения, идущие через промежуточное образование резонансно стабилизированных аллильных карбокатионов: Ch3=CH-CH=Ch3 + X+ XCh3-CH=CH-Ch3+ XCh3-CH=CH-Ch3+ + Y- XCh3-CH=CH-Ch3Y Х = Hal, H, Y = Hal, OH Сопряженные диены легко полимеризуются по механизму 1,4- присоединения, реакция полимеризации 1,3-диенов лежат в основе синтеза диеновых каучуков. Диены также реагируют с алкенами и другими соединениями — диенофилами с активированной электронакцепторными заместителями кратной связью, образуя продукты [4+2]-присоединения (реакция Дильса — Альдера) Получение Синтез Лебедева:Ch4-Ch3-OH+Ch4-Ch3-OH —Al2O3, ZnO, t—> Ch3=CH- CH=Ch3 + 2h3O + h3 Формально эту реакцию можно представить как дегидратацию двух молекул этилового спирта с одновременным межмолекулярным дегидрированием. Элиминирование галогенопроизводных алканов спиртовым раствором щёлочи: Ch3Br-Ch3-Ch3-Ch3Br + 2KOH → Ch3=CH-CH=Ch3 + 2KBr + 2h3O 2. Вид гибридизации CH 2 = CH – CH = CH 2 бутадиен-1,3 Атомы углерода в молекуле бутадиена-1,3 находятся в состоянии sp3 — гибридизации. За счет гибридных sp3 -орбиталей, оси симметрии которых лежат в одной плоскости, в молекуле возникают s-связи между всеми атомами углерода и s-связи углерод – водород. Центры всех атомов в молекуле бутадиена-1,3 лежат в одной плоскости. Негибридные p-орбитали атомов углерода (по одной у каждого атома) расположены перпендикулярно к плоскости молекулы и перекрываются не только между атомами 1,2 и 3,4, но и между атомами 2,3. Электроны на таких орбиталях образуют общую p- электронную систему однако перекрывание p- орбиталеймежду атомами углерода 2 и 3 менее полное, чем 1,2- и 3,4-перекрывание. sp-гибридизация sp-гибридизация Происходит при смешивании одной s- и одной p-орбиталей. Образуются две равноценные sp-атомные орбитали, расположенные линейно под углом 180 градусов и направленные в разные стороны от ядра центрального атома. Две оставшиеся негибридные p-орбитали располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях и участвуют в образовании π-связей. sp2-гибридизация sp2-гибридизация Происходит при смешивании одной s- и двух p-орбиталей. Образуются три гибридные орбитали с осями, расположенными в одной плоскости и направленными к вершинам треугольника под углом 120 градусов. Негибридная p-атомная орбиталь перпендикулярна плоскости и, как правило, участвует в образовании π-связей sp3-гибридизация sp3-гибридизация Происходит при смешивании одной s- и трех p-орбиталей, образуя четыре равноценные по форме и энергии sp3-гибридные орбитали. Оси sp3-гибридных орбиталей направлены к вершинам тетраэдра, тогда как ядро центрального атома расположено в центре описанной сферы этого тетраэдра. Угол между любыми двумя осями приближённо равен 109°C; температура кипения 2,2-диметил-1,3-бутадиена 68,7828′[3], что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов. Также sp3- орбитали могут образовывать четыре σ-связи с другими атомами или заполняться неподеленными парами электронов. Такое состояние характерно для атомов углерода в насыщенных углеводородах и соответственно в алкильных радикалах и их производных. 3. Гомологический ряд Гомологический ряд — ряд химических соединений одного структурного типа (например, алканы или алифатические спирты — спирты жирного ряда), отличающихся друг от друга по составу на определенное число повторяющихся структурных единиц — так называемую «гомологическую разность». Чаще всего это метиленовые звенья: …—СН2—… Простейший пример гомологического ряда — низшие гомологи алканов (общая формула Сnh3n+2): метан Ch5, этан C2H6, пропан С3H8 и т. д. Сырьём для получения бутадиена служит этиловый спирт. Получение бутадиена основано на реакциях дегидрирования и дегидратации спирта. Эти реакции идут одновременно при пропускании паров спирта над смесью соответствующих катализаторов: Бутадиен очищают от непрореагировавшего этилового спирта, многочисленных побочных продуктов и подвергают полимеризации. Для того чтобы заставить молекулу мономера соединиться друг с другом, их необходимо предварительно возбудить, то есть привести их в такое состояние, когда они становятся способными, в результате раскрытия двойных связей, к взаимному присоединению. Это требует затраты определённого количества энергии или участия катализатора. При каталитической полимеризации катализатор не входит в состав образующегося полимера и не расходуется, а выделяется по окончанию реакции в своём первоначальном виде. В качестве катализатора полимеризации 1,3-бутадиена С. В. Лебедев выбрал металлический натрий, впервые применённый для полимеризации непредельных углеводородов русским химиком А. А. Кракау. Отличительной особенностью процесса полимеризации является то, что при этом молекулы исходного вещества или веществ соединяются между собой с образованием полимера, не выделяя при этом каких-либо других веществ. иен д изомерия бутадиен 6. Применение Алкадиены применяются для производства каучука. Каучук. В современной промышленности важную роль играю эластомеры – высокомолекулярные вещества, сохраняющие эластичность в широком интервале температур Эластомеры легко изменяют фирму при внешнем воздействии, а после окончания воздействия принимают исходную форму. Типичными эластомерами являются каучуки. Натуральный каучук. Натуральный каучук получается из природного сырья — сока дерева гевеи, распространенного в Южной Америке (главным образом в Бразилии). На воздухе белый млечный сок этого дерева быстро твердеет и темнеет, превращаясь в эластичную массу. Натуральный каучук представляет собой полимер изопрена, его состав отвечает формуле: Синтетический каучук. Большие потребности промышленности в каучуке обусловили разработку синтетических способов его получения. В СССР синтетический каучук начал впервые производиться в промышленных масштабах в 19321 по способу С. В. Лебедева. Этот способ заключался в полимеризации бутадиена-1,3 в присутствии металлического натрия в качестве катализатора: nСН2 = СН – СН =Ch3 ® (– СН2 – СН = СН – СН2 –)n бутадиен-1,3 бутадиеновый каучук (полибуталиен) Такой каучук уступает по свойствам натуральному: он менее эластичен, изделия из него быстрее изнашиваются. Каучук используют в производстве шин, резинотехнических изделий, клеев, эбонита, медицинских и бытовых изделий. Для превращения каучука в резину проводят вулканизацию каучука. Резина отличается от каучука большей эластичностью и прочностью. Она устойчивее к действию температуры и растворителей. Заключение Нами изучена научная литература и интернет – ресурсы по вопросу изучения алкадиенов, как мономеров каучуков. В ходе исследования теоретических и практических аспектов особенностей алкадиенов: 1.Выполнено описание алкадиенов как класса органических соединений: обозначено их строение, освещены способы получения, отдельные из которых (дегидрирование) имеют промышленное значение. Установлено, что благодаря особенностям своего строения, физическим и химическим свойствам алкадиены используются в промышленности для синтеза каучука. Так основным направлением применения изопрена и дивинила является получения каучуков. 2.Определены особенности натурального и синтетического каучуков: они имеют схожее, но не аналогичное строение. Получаемые поли¬меризацией изопрена и других диеновых углеводородов синтетические каучуки по свойствам хотя и близки, но не вполне тождественны природному каучуку. Список литературы 1.http://shkola.lv/index.php?mode=lsntheme&themeid=138. 2.http://www.repetiruem.ru. 3.https://ru.wikipedia.org/wiki/Диены. 4. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/106342

Гибридизация и её методы (in vitro и молекулярная)

Гибридизация — это особый метод селекции, основанный на получении гибридов путем скрещивания, в результате которого происходит объедине­ние генетического материала разных клеток в одной клетке — зиготе.

Гибри­дизация может осуществляться между организмами одного вида (внутривидо­вая гибридизация) и между организмами разных видов (межвидовая или отда­ленная гибридизация).

Гибридизация представляет собой процесс, на основе которого осуще­ствляется комбинативная изменчивость генотипа. Для первого поколения гибридов (F1) характерно проявление лучшей жизнестойкости, большей пло­довитости, крупных размеров плодов. При отдалённой гибридизации гибри­ды нередко оказываются неплодовитыми или бесплодными.

При скрещивании организмов разных видов, рас, пород животных и сортов растений полученные гибриды (F1) по ряду свойств часто превосхо­дят исходных родителей. Такое явление называют гибридной мощностью, или гетерозисом (греч. heteroicsis — «изменение», «превращение»). Его ча­сто наблюдают у бройлерных кур. Гетерозис широко используется в растение­водстве и животноводстве, хотя сам механизм появления гибридной мощно­сти до конца ещё не ясен.

Как правило, гетерозис характерен только для гибридов первого поко­ления (F1). В последующих поколениях при скрещивании гибридов между со­бой его эффект ослабляется и исчезает благодаря нарушению принципа чис­тоты гамет. Поэтому для использования явления гибридной мощности селек­ционерам приходится вновь получать гетерозисные гибриды.

Обычно гибриды получают на основе полового процесса, но гибридизация возможна и среди соматических клеток (клеток те­ла). Это так называемая гибридизация in vitro («гибридизация в пробирке»). Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Гибридизация in vitro заключается в том, что производится слияние двух соматических клеток в одну с формированием общего ядра. Такие экспе­рименты, начатые в генетике в 60-е гг. XX в., показали, что гибридизация возможна между клетками очень отдалённых видов (например, соя х горох, человек х мышь, человек х курица) и между клетками эукариот и клетками прокариот.

В молекулярной биологии стала практиковаться молекулярная гибри­дизация между разными молекулами ДНК или между молекулами ДНК и РНК. Всё это легло в основу развития клеточной и молекулярной инжене­рии — перспективных направлений биотехнологии (использование живых организмов и биологических процессов в производстве).

На этой странице материал по темам:
  • Реферат по теме гибридизация

  • Клонирование сообщение в кратце

  • Молекулярная гибридизация в животноводстве

  • Реферат метод молекулярной гибридизации

  • Биотехнологии клонирование презентация

Гибридизация атомных орбиталей


Согласно квантово-механическим представлениям о химической связи число образуемых атомом ковалентных связей определяется количеством одноэлектронных атомных орбиталей, то есть количеством неспаренных электронов.

 

Однако в действительности атомы элементов образуют большее число ковалентных связей, чем содержат неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне. Например, атом углерода в основном состоянии имеет два неспаренных электрона ( Ы Ъ’ 2/У), а образует четыре ковалентные связи. Это можно объяснить возможностью перехода 25-электрона на 2 подуровень ( Is1 2s 2р-). Таким образом, на внешнем энергетическом уровне атома углерода находятся четыре неспаренных электрона: один-s и три -р. Поскольку химические связи образуются валентными электронами, то связи, например, в молекуле метана СН4 должны были бы быть неравноценными: одна связь С—H образована s-электроном, а три остальные — р. В действительности в молекуле метана все связи совершенно равноценны. Объяснения этого факта в квантовой механике вводится понятие о гибридизации атомных орбиталей (АО). Слово гибридизация означает взаимодействие, перекрывание, перемешивание. При взаимодействии одного s-электронного облака с тремя электронными облаками образуются четыре качественно новых гибридизированных электронных облака или атомные орбитали:

Ь + Зр = 45/У

Таким образом, из нескольких различных по форме и близких по энергии АО путем комбинирования (смешивания, сочетания) образуется такое же количество одинаковых по форме и равных по энергии гибридизованных атомных орбиталей. Гибрилизованные орбитали по сравнению с негибридизованными более выгодны геометрически, т. к. позволяют увеличить плошадь перекрывания с орбиталями других атомов, что ведет к образованию более прочных связей. Результатом перекрывания большей доли гибридной орбитали с орбиталями других атомов является ковалентная связь. Четыре равноценные орбитали между собой образуют угол 109о28′ и ориентированы в пространстве от центра правильного тетраэдра к ею вершинам. Такое размещение связано со стремлением АО к максимальному удалению друг от друга за счет взаимного электростатического отталкивания. Расположение атомных орбиталей определяет название состояния spя гибридизации как тетраэдрическое.

Доля 5-облака в каждой из четырех гибридных орбиталей равна 4. В результате перекрывания таких орбиталей с другими орбиталями (5,/;, (! и гибридными sp*, sp2, sp) вдоль линии, соединяющей центры атомов, образуются только простые ковалентные связи — о (греч. «cu&ia») связи. Перекрывание атомных орбиталей вдоль линии, соединяющей центры атомов, называют о-перекрыванием или осевым, так как максимальная электронная плотность при этом находится на оси, соединяющей два ядра.

Состояние гибридизованных характерно для алканов. Рассмотрим образование о-связей на примере этана. Атомы углерода в этилене находятся гибридизация. Перекрывание трех гибридных орбиталей каждого из углеродов дает а-связи (четыре С-H и одну С-С). Кроме того, перекрывание двух негибридизованных р-орбиталей в плоскости, перпендикулярной плоскости а-связи, называют -перекрыванием, а образующаяся в результате связь — тс-связью. Ее максимальная электронная плотность сконцентрирована в двух областях — выше и ниже оси, соединяющей центры атомов. л-Связь менее прочна. Связь образуется только между атомами, которые находятся в sp:- или гибридизации.


Концепция гибридизации

 

Гибридизация

Модель молекулы метана, образованной sp3-гибридными орбиталями.

Гибридизация  орбиталей — гипотетический процесс смешения разных (s, p, d) орбиталей центрального атома многоатомной молекулы с возникновением того же числа орбиталей, эквивалентных по своим характеристикам.

Концепция гибридизации

Схема гибридизации атомных  орбиталей атома углерода.

Концепция гибридизации валентных атомных орбиталей была предложена американским химиком Лайнусом Полингом для ответа на вопрос, почему при наличии у центрального атома разных (s, p, d) валентных орбиталей, образованные им связи в многоатомных молекулах с одинаковыми лигандами оказываются эквивалентными по своим энергетическим и пространственным характеристикам.

Представления о гибридизации занимают центральное место в методе валентных связей. Сама гибридизация не является реальным физическим процессом, а только удобной моделью, позволяющей объяснить электронное строение молекул, в частности гипотетические видоизменения атомных орбиталей при образовании ковалентной химической связи, в частности, выравнивание длин химических связей и валентных углов в молекуле.

Концепция гибридизации с  успехом была применена для качественного  описания простых молекул, но позднее  была расширена и для более  сложных. В отличие от теории молекулярных орбиталей не является строго количественной, например она не в состоянии предсказать фотоэлектронные спектры даже таких простых молекул как вода. В настоящее время используется в основном в методических целях и в синтетической органической химии.

В 1954 году Нобелевский комитет удостоил Л. Полинга премии по химии «За изучение природы химической связи и его применение к объяснению строения сложных молекул». Но сам Л. Полинг не был удовлетворён введением σ,π – описания для двойной и тройной связи и сопряжённых систем.

В 1958 году на симпозиуме, посвящённом  памяти Кекуле, Л. Полинг развил теорию изогнутой химической связи, учитывающую кулоновскую электронную корреляцию. По этой теории двойная связь описывалась как комбинация двух изогнутых химических связей, а тройная связь как комбинация трёх изогнутых химических связей.[1]

Этот принцип  нашёл отражение в теории отталкивания электронных пар Гиллеспи – Найхолма. Первое и наиболее важное правило, которое формулировалось следующим образом:

«Электронные  пары принимают такое расположение  на валентной оболочке атома,  при котором они максимально  удалены друг от друга, т. е. электронные пары ведут себя так, как если бы они взаимно отталкивались».

Второе правило  состоит в том, что «все электронные пары, входящие в валентную электронную оболочку, считаются расположенными на одинаковом расстоянии от ядра».

Виды гибридизации

sp-гибридизация

sp-гибридизация

Происходит  при смешивании одной s- и одной p-орбиталей. Образуется две равноценные sp-атомные орбитали, расположенные линейно под углом 180 градусов и направленные в разные стороны от ядра атома углерода. Две оставшиеся негибридные p-орбитали располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях и участвуют в образовании π-связей, либо занимаются неподелёнными парами электронов.

sp2-гибридизация

sp2-гибридизация

Происходит  при смешивании одной s- и двух p-орбиталей. Образуется три гибридные орбитали с осями, расположенными в одной плоскости и направленными к вершинам треугольника под углом 120 градусов. Негибридная p-атомная орбиталь перпендикулярна плоскости и, как правило, участвует в образовании π-связей

sp3-гибридизация

sp3-гибридизация

Происходит  при смешивании одной s- и трех p-орбиталей, образуя четыре равноценные по форме  и энергии sp3-гибридные орбитали. Могут образовывать четыре σ-связи  с другими атомами или заполняться  неподеленными парами электронов.

Оси sp3-гибридных  орбиталей направлены к вершинам правильного тетраэдра. Тетраэдрический угол между ними равен 109°28′, что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов. Так же sp3-орбитали могут образовывать четыре σ-связи с другими атомами или заполняться неподеленными парами электронов. Гибридизация и геометрия молекул

Представления о гибридизации атомных орбиталей  лежат в основе теории отталкивания электронных пар Гиллеспи-Найхолма. Каждому типу гибридизации соответствует строго определённая пространственная ориентация гибридных орбиталей центрального атома, что позволяет её использовать как основу стереохимических представлений в неорганической химии.

В таблице приведены  примеры соответствия наиболее распространённых типов гибридизации и геометрической структуры молекул в предположении, что все гибридные орбитали участвуют в образовании химических связей (отсутствуют неподелённые электронные пары)[3].

Тип гибридизации

Число  
гибридных орбиталей

Геометрия

Структура

Примеры

sp

2

Линейная

BeF2, CO2, NO2+

sp2

3

Треугольная

BF3, NO3, CO32-

sp3

4

Тетраэдрическая

CH4, ClO4, SO42-, NH4+

dsp2

4

Плоскоквадратная

Ni(CO)4, XeF4

sp3d

5

Гексаэдрическая

PCl5, AsF5

sp3d2

6

Октаэдрическая

SF6, Fe(CN)63-, CoF63-

 

 

Литература:

  1. Паулинг Л. Природа химической связи / Пер. с англ. М. Е. Дяткиной. Под ред. проф. Я. К. Сыркина. — М.; Л.: Госхимиздат, 1947. — 440 с.
  2. Полинг Л. Общая химия. Пер. с англ. — М.: Мир, 1974. — 846 с.
  3. Минкин В. И., Симкин Б. Я., Миняев Р. М. Теория строения молекул. — Ростов-на-Дону: Феникс, 1997. — С. 397-406. — ISBN 5-222-00106-7
  4. Гиллеспи Р. Геометрия молекул / Пер. с англ. Е. З. Засорина и В. С. Мастрюкова, под ред. Ю. А. Пентина. — М.: Мир, 1975. — 278 с.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Влияние sp-гибридизации и беспорядка длин связей на магнетизм в аморфном углероде. Исследование основных принципов

https://doi.org/10.1016/j. diamond.2021.108725Get rights and content Роль атома sp 2 в поддержании магнитного момента в a-углероде зависит от плотности.

В аморфном углероде низкой плотности, уд. атом поддерживает момент, а не sp 2 атом.

С увеличением общего ограничения по моменту неупорядоченность длин связей увеличивается.

Регибридизация происходит в режиме высокой плотности.

Abstract

Магнетизм в аморфной углеродной системе исследован с использованием молекулярной динамики (МД) из первых принципов и магнитных расчетов с ограничениями. Существующая литература предполагает, что sp 2 -подобные 3-кратно координированные атомы углерода играют существенную роль только в получении магнетизма в аморфном углероде. Настоящие расчеты предсказывают роль гибридизованного атома sp 1 и наличие беспорядка длин связей в поддержании магнитного момента в аморфной углеродной системе. Для аморфной углеродной структуры низкой плотности с типичной плотностью 1,0 г/см 3 и ниже существенную роль вместо атома sp 2 играют sp 1 -подобные 2-кратно координированные атомы углерода. В режиме промежуточной плотности, т. е. от 1,0 г/см 3 до 3,0 г/см 3 , за исключением фракции sp 1 или sp 2 , влияние изменения длины связи проявляется в жизненно важную роль в поддержании магнетизма в системе аморфного углерода.Объясняется происхождение магнетизма в Q-углероде с точки зрения беспорядка длин связей и изменения коэффициента гибридизации.

Ключевые слова

Ключевые слова

Ключевые слова

ключевые слова

Аморфный углерод

Гибридизация

Первый принцип Молекулярная динамика

Магнецизм

Расстройство длины связи

Рекомендуемая статьи на основе облигаций (0)

Смотреть полный текст

© 2021 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылающиеся статьи

sp 2 гибридизация в алкенах и sp гибридизация в алкине Dr.Суманта Мондал _ Конспект лекций _Фармацевтическая органическая химия-II (BP 202T)_B.Pharm-II Sem

БЛОК-II: гибридизация sp2 в алкенах и гибридизация sp в алкине

Доктор Суманта Мондал _ Конспект лекций _Фармацевтическая органическая химия-II ( BP 202T)_B.Pharm-II Сем Страница | 3

GITAM (считается университетом) Эл. тройная связь.Образование тройной связи

в алкинах показано ниже на типичном примере этина (ацетилена).

— Этин (ацетилен) может быть описан молекулярной формулой C2h3. Поскольку каждый атом углерода в этой молекуле имеет две

точек присоединения, каждый атом углерода в этине (ацетилене) находится в состоянии sp-гибридизации.

— Две гибридные орбитали ‘sp’ ориентированы под углом 180° друг к другу, в то время как две p-орбитали (py и pz) на

каждого атома углерода остаются негибридизированными. Эти орбитали расположены под прямым углом друг к другу, а также к орбиталям sp-гибрида

.

— Одна из гибридных орбиталей «sp» перекрывается с гибридной орбиталью «sp» другого атома углерода, образуя сигма-связь sp-sp

. Оставшиеся две sp-гибридные орбитали двух атомов углерода перекрываются с s-орбиталями двух

атомов водорода, образуя две сигма-связи. Негибридные ру- и pz-орбитали двух атомов углерода перекрываются

латерально с образованием двух р-связей.Комбинация одной (sp-sp) сигма-связи и двух (pp) p-связей дает тройную ( ) связь

. Два p-электронных облака сливаются друг с другом, образуя цилиндрическое p-p электронное облако.

Как преобразовать пикометр (пм) в ангстрем (А)

1 пм = 0,01 А

1 А = 100 пм

Пример: перевести 15 пм в А:

Не s-p-гибридизация углерода, но координационное число определяет длину связи C-H и C-C — Vrije Universiteit Amsterdam

TY — JOUR

T1 — Не s-p-гибридизация углерода, но координационное число определяет C-H и Длина связи C−C

AU — Вермеерен, Паскаль

AU — Зейст, Виллем-Ян

AU — Хэмлин, Тревор А.

AU — Guerra, Célia Fonseca

AU — Bickelhaupt, F. Matthias

PY — 2021/4/26

Y1 — 2021/4/26

N2 — Фундаментальное и вездесущее явление химии как связи C-H, так и связи C-C, поскольку вовлеченные атомы углерода, варьируются в sp-гибридизации от sp3 до sp2 и sp. Наш анализ квантово-химических связей, основанный на теории молекулярных орбиталей Кона-Шэма, показывает, что общепринятое обоснование этой тенденции неверно. Изучение молекулярных орбиталей и их соответствующих орбитальных перекрытий показывает, что вышеупомянутое укорочение связей C-H и C-C не определяется увеличением количества s-характера у атома углерода в этих связях.Вместо этого мы установили, что эта структурная тенденция вызвана уменьшением стерического (Паули) отталкивания между заместителями вокруг соответствующего атома углерода по мере того, как координационное число уменьшается от sp3 к sp2 и далее к sp.

AB — Фундаментальным и повсеместно распространенным явлением в химии является сокращение связей как C-H, так и C-C по мере того, как вовлеченные атомы углерода изменяются в s-p-гибридизации от sp3 к sp2 и к sp. Наш анализ квантово-химических связей, основанный на теории молекулярных орбиталей Кона-Шэма, показывает, что общепринятое обоснование этой тенденции неверно.Изучение молекулярных орбиталей и их соответствующих орбитальных перекрытий показывает, что вышеупомянутое укорочение связей C-H и C-C не определяется увеличением количества s-характера у атома углерода в этих связях. Вместо этого мы установили, что эта структурная тенденция вызвана уменьшением стерического (Паули) отталкивания между заместителями вокруг соответствующего атома углерода по мере того, как координационное число уменьшается от sp3 к sp2 и далее к sp.

У2 — 10.1002/хим.202004653

ДО — 10.1002 / Chemp.202004653

M3 — Статья

VL — 27

SP — 7074

EP — 7074

Джо — Химия: Европейский журнал

JF — Химия: Европейский журнал

SN — 0947-6539

IS — 24

ER —

Реактивация мобильных элементов после гибридизации в делящихся дрожжах

  1. Йохен Б.В. Вольф1
  1. 1 Отделение эволюционной биологии, Факультет биологии, Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана, 82152, Планегг-Мартинсрид, Германия;
  2. 2 Национальный институт биологических наук, Пекин 102206, Китай;
  3. 3 Институт междисциплинарных биомедицинских исследований Цинхуа, Университет Цинхуа, Пекин 102206, Китай
  • Авторы для корреспонденции: situssog{at}gmail. com, j.wolf{at}biologie.uni-muenchen.de
  • Аннотация

    Считается, что гибридизация реактивирует мобильные элементы (TE), которые были эффективно подавлены в геномах родительские хозяева. Здесь мы приводим доказательства этой «гипотезы геномного шока» у делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe . У этого вида две расходящиеся линии ( Sp и Sk ) недавно подверглись гибридизации, вероятно, вызванной человеком.Мы использовали данные секвенирования длительного считывания, чтобы собрать геномы 37 образцы, полученные из 31 штаммов S. pombe , охватывающих широкий диапазон соотношений наследственных примесей. Всеобъемлющая инвентаризация TE выявила эксклюзивное присутствие ретротранспозонов с длинными концевыми повторами (LTR). Анализ последовательности активных полноформатных элементов, а также одиночных LTR, выявил сложная история гомологичной рекомбинации. Популяционно-генетический анализ синтетических последовательностей установил вставку многих одиночные LTR до разделения линий Sp и Sk .Большинство полноразмерных элементов были вставлены совсем недавно, после гибридизации. За исключением одного полнометражного элемент с признаками положительной селекции, как одиночные LTR, так и, в особенности, полноразмерные элементы несут признаки очищающего выбор, указывающий на фактическое удаление хостом. В соответствии с реактивацией при гибридизации количество полноразмерных Ретротранспозоны LTR, широко варьирующие от нуля до 87 среди штаммов, значительно увеличиваются со степенью геномной изменчивости. примесь.Это исследование дает подробный отчет о глобальном разнообразии TE у S. pombe , документирует сложные истории рекомбинации внутри элементов TE и предоставляет доказательства «гипотезы геномного шока».

    • Принят 9 декабря 2021 г.

    Внутривидовая гибридизация дрожжей, утилизирующих метанол, Candida sp.N-16, через Protoplast Fusion | Бионаука, биотехнология и биохимия

    Получить помощь с доступом

    Институциональный доступ

    Доступ к контенту с ограниченным доступом в Oxford Academic часто предоставляется посредством институциональных подписок и покупок. Если вы являетесь членом учреждения с активной учетной записью, вы можете получить доступ к контенту следующими способами:

    Доступ на основе IP

    Как правило, доступ предоставляется через институциональную сеть к диапазону IP-адресов.Эта аутентификация происходит автоматически, и невозможно выйти из учетной записи с проверкой подлинности IP.

    Войдите через свое учреждение

    Выберите этот вариант, чтобы получить удаленный доступ за пределами вашего учреждения.

    Технология Shibboleth/Open Athens используется для обеспечения единого входа между веб-сайтом вашего учебного заведения и Oxford Academic.

    1. Щелкните Войти через свое учреждение.
    2. Выберите свое учреждение из предоставленного списка, после чего вы перейдете на веб-сайт вашего учреждения для входа.
    3. Находясь на сайте учреждения, используйте учетные данные, предоставленные вашим учреждением. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
    4. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

    Если вашего учреждения нет в списке или вы не можете войти на веб-сайт своего учреждения, обратитесь к своему библиотекарю или администратору.

    Войти с помощью читательского билета

    Введите номер своего читательского билета, чтобы войти в систему. Если вы не можете войти в систему, обратитесь к своему библиотекарю.

    Члены общества

    Многие общества предлагают своим членам доступ к своим журналам с помощью единого входа между веб-сайтом общества и Oxford Academic. Из журнала Oxford Academic:

    1. Щелкните Войти через сайт сообщества.
    2. При посещении сайта общества используйте учетные данные, предоставленные этим обществом. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
    3. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

    Если у вас нет учетной записи сообщества или вы забыли свое имя пользователя или пароль, обратитесь в свое общество.

    Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для своих членов.

    Личный кабинет

    Личную учетную запись можно использовать для получения оповещений по электронной почте, сохранения результатов поиска, покупки контента и активации подписок.

    Некоторые общества используют личные учетные записи Oxford Academic для предоставления доступа своим членам.

    Институциональная администрация

    Для библиотекарей и администраторов ваша личная учетная запись также предоставляет доступ к управлению институциональной учетной записью.Здесь вы найдете параметры для просмотра и активации подписок, управления институциональными настройками и параметрами доступа, доступа к статистике использования и т. д.

    Просмотр ваших зарегистрированных учетных записей

    Вы можете одновременно войти в свою личную учетную запись и учетную запись своего учреждения. Щелкните значок учетной записи в левом верхнем углу, чтобы просмотреть учетные записи, в которые вы вошли, и получить доступ к функциям управления учетной записью.

    Выполнен вход, но нет доступа к содержимому

    Oxford Academic предлагает широкий ассортимент продукции.Подписка учреждения может не распространяться на контент, к которому вы пытаетесь получить доступ. Если вы считаете, что у вас должен быть доступ к этому контенту, обратитесь к своему библиотекарю.

    Плазменный синтез и XPS-аттестация тонкопленочных углеродных покрытий с заданной sp-гибридизацией

  • L. Mingjie et al., ACS Nano 7 , 10075 (2013). doi 10.1021/nn404177r

    Статья Google ученый

  • Гл.B. Cannella and N. Goldman, J. Phys. хим. С 119 , 21605 (2015). doi 10.1021/acs.jpcc.5b03781

    Статья Google ученый

  • B. Pan, et al., Sci. Доп. 1, E1500857 (2015). doi 10.1126/sciadv.1500857

    Google ученый

  • Ю.Кудрявцев П., Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Carbon 30 , 213 (1992).

    Артикул Google ученый

  • Стандартное руководство по выбору калибровок, необходимых для экспериментов по рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Действующий стандарт ASTM 2735–14, справочное решение Подкомитета по стандартам США № E42.03. http://www.astm.org/Standards/E2735.htm.

  • Государственная база данных NIST XPS. Версия 4.1. http://srdata.nist.gov/xps/.

  • Thermo Scientific XPS: База знаний. http://xpsупрощенный. ком/база знаний.php.

  • Бабаев В.Г., Гусева М.Б., Новиков Н.Д., Хвостов В.В., Флуд П., в Углеродный материал с высокоупорядоченной линейно-цепной структурой.

  • Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.