Лекция
Download
1 / 80

?????? 4 ?????????? ?????. ???????? ??????? . - PowerPoint PPT Presentation


  • 234 Views
  • Uploaded on

Лекция 4 Химическая связь. Строение молекул. Ronald James Gillespie 1 9 2 4 -. Walter Kohn 19 23 -. Двухатомные молекулы с гетероатомами. Н F. Последовательное s – p смешение (гибридизация ). sp. sp 3. sp 2. s - sp. Molecular Orbital Diagram (HF).

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '?????? 4 ?????????? ?????. ???????? ??????? .' - benjy


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
4

Лекция 4

Химическая связь. Строение молекул.

Ronald James Gillespie

1924 -

Walter Kohn

1923 -


4

Двухатомные молекулы с гетероатомами

НF


4

Последовательное гетероатомамиs – p смешение (гибридизация)

sp

sp3

sp2

s - sp


Molecular orbital diagram hf
Molecular Orbital Diagram (HF) гетероатомами

HF makes a linear zig-zag structure with 2 hydrogen bonds


4

более соответствует гетероатомамиsp2 смешению


4

s – p гетероатомамисмешение (гибридизация)для гетероатомов


4

Элементы квантовой химии гетероатомами II

LUMO

HOMO


4

нет гетероатомамиs – p смешения для гетероатомов

s(p-p), p(p-p), p(p-p)


4

вместе с гетероатомамиs – p смешением для гетероатомов

s(sp-sp2), p(p-p),


4

полярная молекула гетероатомами

плохой s - донор

хороший p - донор

s - донор

p - акцептор




4
Молекула воды А - В - А

Н…Н

О

Что будет, если структура искажается


4
Структуры и орбитали молекулы воды с разной геометрией



H 2 o molecule and liquid water
H orbitals of water2O molecule and liquid water

Hatree-Fock level with Sadlej basis set using the DALTON program on 32 nodes of the T3E computers at the NSC in Linköping

Guo et al., Phys. Rev. Lett. 89, 137402 (2002)

Finding: an electron sharing takes place between water molecules. Such a sharing mainly involves the so-called 3a1 orbital, which is a mixing of oxygen 2p and hydrogen 2s atomic orbitals.


4

Plasma Orbital Expansion Theory orbitals of water

Normal Water Byproduct

Torch

Browns Gas

Picture Found at:

http://www.wikibooks.com/Vidos/BrownsGas.html

Target substance

= Electrons

H = Hydrogen

O = Oxygen

--- = Bonding

Electrons scatter in all directions

producing a high heat plasma


4
ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

По расчётам изобретателя, для превращения 1 моля воды из угловой формы молекулы в линейную необходим электромагнит с Н магнитного поля 4,6 107 А/м и величиной магнитной индукции 58 Тл.

Молекула воды в линейной форме неполярна и ионные соединения (соли) в такой воде нерастворимы!!


Rydberg clusters
Rydberg Clusters ЭЛЕКТРОМАГНИТ

Possible Rydberg cluster found in Brown’s Gas


4

Некоторые трехатомные молекулы ЭЛЕКТРОМАГНИТ(CO2)

O…O

?

C

?




4

Орбитали молекулы СО2 ЭЛЕКТРОМАГНИТ

Orbital 11 - E = 2.35 eV


4

Упрощенное представление ЭЛЕКТРОМАГНИТ(CO2)


4

Основные варианты линейной молекулы CO2

s-p cмешение для атомов кислорода


4

Какие орбитали изменятся при угловом искажении молекулы СО2 ?

Все взаимодействия ослабляются, но появляется новые


4

HOMO -LUMO угловом искажении молекулы СО2 -(CO2)



4

Однако, в зависимости от условиц форма молекулы может изменяться

Различные устойчивые конформации молекулы воды


4

Interaction of CO2 with Transition Metal Centers форма молекулы может изменяться

Reactive positions of CO2 molecule & electronic properties of a transition metal centre required for complexation

Orbital overlapping & electrostatic interaction

of coordination modes of CO2

Structural types of metal–CO2 complexes


4

некоторые формы колебаний молекуды могут быть метастабильны


4

Если молекулу СО молекуды могут быть метастабильны2 обычно мы видим линейной, то

изоэлектронный аналог SiO2бывает только в угловой форме

Свободные обитали с основой sp2атома углерода охотно взаимодействует с занятой sp2орбиталью атома кислорода


4

Изоэлектронный аналог бывает только в угловой форме

sp3 смешение на обоих атомах


4

sp только в угловой форме2 смешение на обоих атомах SiO2


The crystal structure of quartz
The Crystal Structure of Quartz только в угловой форме

  • Quartz is crystalline silica (SiO2) at temperatures below 870°C

Figure 2 – The -quartz crystal lattice structure

Figure 1 – The Natural Form of Quartz


The piezoelectric effect
The Piezoelectric Effect только в угловой форме

Crystal material with forces applied

in direction of arrows………..

Crystal

- - - - -

Force

+ + + + +

Current Meter

deflects in +

direction

Due to properties of symmetry,

charges are net + on one side &

net - on the opposite side: crystal gets

thinner and longer


4

What Is the Piezoelectric Effect? только в угловой форме


4
Пьезоэлектричество только в угловой форме

При растяжении и сжатии ряда кристаллов в определенных направлениях возникает поляризация (т.е. на поверхности появляются заряды). Это явление имеет название прямого пьезоэлектрического эффекта.

  • Его обнаружили братья Пьер и Жак Кюри в 1880г. (Пьер Кюри, французский физик, 1859-1906, Нобелевская

  • Пьезоэлектрическими свойствами могут обладать только ионные кристаллы. Примеры: кварц, турмалин,

  • сегнетова соль, титанат бария, хлорат натрия и другие

  • кристаллы.


4
Пьезоэлектричество только в угловой форме

  • При сжатии вдоль оси x1, перпендикулярно оптической оси) появляется дипольный момент, направленный в противоположную сторону направления полярной оси x1.

    На верхней плоскости появляется отрицательный заряд, а на нижней плоскости – положительный.

  • Получаем продольный пьезоэлектрический эффект.


4

  • Возможен и обратный пьезоэлектрический эффект:

  • Возникновение поляризации сопровождается механическими деформациями.

  • Если на пьезоэлектрический кристалл подать напряжение, то возникнут механические деформации кристалла, причем, деформации будут пропорциональны приложенному электрическому полю Е0.


Piezoelectricity
Piezoelectricity пьезоэлектрический эффект:

  • displacement of electrical charge due to the deflection of the lattice in a naturally piezoelectric quartz crystal

  • The larger circles represent silicon atoms, while the smaller ones represent oxygen.

  • Quartz crystals is one of the most stable piezoelectric materials.


4

A common feature of high-performance piezoelectric materials is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.


4

The unit cell of crystal silicon dioxide is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

-

+

+

-

-

+


4

A pushing force: is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

(aka: compression)

A pulling force:

(aka: tension)

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-


4

Piezoelectric is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

materials


4

Molecular Orbitals of Ammonia is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.


4

TSC Orbitals of H is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.3


4

d(N-H) = 0,102 nm is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

a = 107,8°

d(P-H) = 0,144 nm

a = 93,3 °

d(As-H) = 0,144 nm

a = 91,8 °


4

d(P-F) = 0,157 nm is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

a = 97,8 °

d(P-Cl) = 0,204 nm

a = 100,1 °

d(P-Br) = 0,218 nm

a = 101,5 °

d(P-I) = 0,243 nm

a = 102 °


4
Строение молекулы метана is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.


4
Строение молекулы метана is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.


Molecular orbital diagram ch 4
Molecular Orbital Diagram (CH is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.4)


4

  • Propagation Step 1: is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

    • One of the chlorine atoms abstracts a hydrogen atom from a methane molecule:


4

СН is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.4


4

Dyson orbital NH4 aniona is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

-

NH4


4

Shape of the is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.t2 LUMO derived from an MP2/aug-cc-pVTZ calculation оf Li(NH3)4.The red and purple colors indicate opposite phases of the orbital


4

Элементы квантовой химии is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram. II


4

Элементы квантовой химии is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram. II


4

Элементы квантовой химии is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram. II


4

Элементы квантовой химии is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram. II


Inherent structure and excess electron dynamics of water cluster anions h 2 o n

is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

Inherent structure and excess electron dynamics of water cluster anions, (H2O)n

John M. Herbert

Department of Chemistry

University of California, Berkeley


Aa binding motif
“AA” binding motif is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

see Nathan Hammer (FD09):


Dodecahedral h 2 o 20 isomers

is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

(H2O)20 VDEs

Dodecahedral (H2O)20 isomers

See Joseph Bopp (FD11)

Expt

A. Khan, JCP 118,

1684 (2003)

B3LYP/6-311++G**//

B3LYP/6-31G*

X3LYP/6-31++G* geometries


Dodecahedral h 2 o 20 isomers1

is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

(H2O)20 VDEs

Expt

Dodecahedral (H2O)20 isomers

X3LYP/6-31++G* geometries


Dodecahedral h 2 o 20 isomers2

is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

(H2O)20 VDEs

Expt

Dodecahedral (H2O)20 isomers

X3LYP/6-31++G* geometries


H 2 o 24 isomers with m 0 0

cavity states is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.

414 fused

cubic

4668 tetra-

dechedrons

41464 edge-

sharing prisms

51262 tetra-

decehedrons

(H2O)24 isomers with m0 ≈ 0

Expt


Questions
Questions is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.


4

Лекция окончена is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.


4

1 is the existence of a ‘triple point’ in the composition–temperature phase diagram.. Как образуется химическая связь и необходимое условие существования связи

2. Основной признак связывающей и разрыхляющей орбитали

3. Классификация химических связей по распределению электронов, по геометрии и по энергиям

4. Участие различных орбиталей в образовании одной связи, смешение орбиталей, «гибридные» орбитали

5. Влияние участвующих орбиталей на геометрию молекулы

6. НСМО (LUMO), ВЗМО (HOMO), SOMO?

7. Dyson orbital ?

8..Орбитали молекулярных объединений


ad