Самостоятельная работа по дисциплине «Неорганическая химия»

Список литературы

1. Гуртов В. А. Твердотельная электроника.

2. Цидильковский И. М. Электроны и дырки в полупроводниках.
Энергетический спектр и динамика. М.: «Наука» 1972 г.
3. Киреев П. С. Физика полупроводников. М.: «Высшая школа» 1975 г.
4. Инденбаум Г. В. Химический Энциклопедический Словарь. Гл. ред. И. Л.
Кнунянц. — Москва: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с.
5. Хачатурян А. Г. Теория фазовых превращений и структура твёрдых
растворов. — Москва: Металлургия, 1974.
6. В. Юм-Розери. Введение в физическое металловедение. — Пер. с англ. В.
М. Глазова и С. Н. Горина. — Москва: Металлургия, 1965. — 203 с.
7. Дж. Д. Фаст. Взаимодействие металлов с газами. — Пер. с англ. Л. П.
Емельяненко и А. И. Рогова под ред. Л. А. Шварцмана. — Москва:
Металлургия, 1975. — 350 с.

ТЕМА: ОБЪЯСНЕНИЯ СТРОЕНИЮ МОЛЕКУЛ CO CO2 BF3 NO3 МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ.

План:

1. Квантовая механика и теория строения молекул

2. Атомы в молекулах. Квантовая теория
3. Эффективные атомные радиусы

Для обозначения расстояний между атомами в молекуле используется понятие ковалентный радиус. Длина простой связи является величиной аддитивной: она примерно равна сумме ковалентных радиусов двух атомов. Двойная связь на 10-20% короче простой связи. В последнее время атомные радиусы и расстояние между атомами принято выражать в пикометрах (пм, 1 пм = 10-12 м). Ранее длину связей представляли в ангстремах (Ǻ, 1Ǻ=100 пм).

Поляризация связей
В зависимости от положения в периодической системе (см. с. 10) химические элементы обладают различной способностью притягивать дополнительные электроны. Такое свойство — электроотрицательность — выражается в условных единицах. У элементов, представленных на схеме, электроотрицательность меняется в пределах от 2 до 4. Чем выше это число, тем большей способностью притягивать электроны обладает химический элемент. При взаимодействии двух различных атомов пара электронов смещается в сторону более электроотрицательного атома, образуя поляризованную ковалентную связь. Мерой поляризуемости химической связи является величина дипольного момента (единица измерения: дебай, 1 Д = 3,3· 10-30 Кл∙м).
Среди важных в биохимическом отношении элементов наиболее электроотрицательным является кислород, а наиболее поляризованной — двойная связь карбонильной группы С=О. Образующийся на углеродном атоме частичный положительный заряд облегчает часто встречающееся в биохимических реакциях нуклеофильное замещение по карбонильной группе (см. с. 20).
Водородные связи
Особый тип нековалентной связи — водородная связь — имеет в биохимии исключительно важное значение. В образовании водородной связи принимают участие атомы водорода ОН-, NH- и SH-гpупп (так называемых доноров водородной связи), которые взаимодействуют со свободной парой электронов атомов-акцепторов (например, О, N или S). Энергия водородной связи составляет 10-40 кДж/моль, что значительно меньше энергии ковалентной связи (>400 кДж/моль). Однако многочисленные водородные связи вносят существенный вклад в стабилизацию структуры многих макромолекул (см. сc. 74, 90). Например, L-дофа может образовывать две внутримолекулярные водородные связи. На шаро-стержневой модели L-дофа водородные мостики указаны штрихами.
Эффективные атомные радиусы
Размеры атома или иона определяются его электронной оболочкой. Однако оболочка не ограничена определенной поверхностью, поэтому эффективный радиус атома задается вандерваальсовым радиусом. Этот радиус определяется на основании наименьшего энергетически выгодного расстояния между двумя атомами, не связанными ковалентной связью. На таком расстоянии энергия взаимодействия, определяемая силами притяжения и отталкивания, достигает минимального значения. Это расстояние соответствует сумме вандерваальсовых радиусов двух атомов. Форма и величина молекул в наиболее наглядном виде демонстрируется с помощью вандерваальсовой модели, где каждый атом занимает часть (сегмент) сферы соответствующего радиуса.