Органическая химия. Методическое пособие. Цыбикова Д.Ц - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

74 75
r
1
для знания об их прочности и, следовательно, о возмож-
ности той или иной реакции.
2. Теория молекулярных орбиталей
Для обеспечения реакционной способности органиче-
ских соединений химики – органики широко используют
квантово-механические представления о строении моле-
кул. Из квантовой механики известно, что электроны в
атоме располагаются на определенных орбиталях и отли-
чаются квантовыми числами (n, l, m, s) согласно принципу
запрета Паули. Фундаментальное волновое уравнение Э.
Шредингера позволяет определить энергию электрона че-
рез его волновую функцию f и вероятность пребывания
электрона (ϕ
2
) в определенном месте пространства. ϕ -
функция названа орбиталью. Орбиталь занимает часть
пространства, в пределах которого электрон движется в
поле атомного ядра (или нескольких ядер) и остальных
электронов, если он принадлежит не одному атому, а не-
скольким. Поэтому различают атомные орбитали (АО) и
молекулярные (МО), в которых электроны входят в состав
молекулы, образуя химическую связь.
Для того, чтобы образовалась химическая связь между
атомами, они должны приблизиться друг другу. При таком
сближении на определенном расстоянии между ядрами
происходит «перекрывание» электронных оболочек: элек-
троны попадают между ядрами, теряют энергию, атомы
притягиваются, образуется химическая связь. Минимум
потенциальной энергии системы на кривой энергия – рас-
стояние между ядрами отвечает длине химической связи
(r
1
), что изображено на рис. 1.
Рис. 1 - Потенциальная энергия Е системы как функция
межъядерного расстояния r
Квантово-механический анализ явления химической свя-
зи требует решения уравнения Шредингера (см. ниже) при-
менительно к молекуле, т.е. дел всех электронов, участ-
вующих в образовании связи. Точное решение возможно
только для ионизированной молекулы водорода (Н
2
+
), по-
этому при расчете других молекул прибегают к приближен-
ным решениям (методам). В квантовой химии в настоящее
время пользуются двумя приближенными методами: МО и
валентных пар – схем. Оба этих метода являются математи-
ческими приемами приближенного решения уравнения
Шредингера применительно к молекуле и сами по себе не
являются доказательством наглядных представлений. Ме-
тод МО удобен для количественных расчетов при использо-
вании ЭВМ. Метод валентных пар - для качественных рас-
суждений, т.к. использует обычную символику органиче-
ской химии.
E
св
для знания об их прочности и, следовательно, о возмож-
ности той или иной реакции.
  2. Теория молекулярных орбиталей
                                                              Рис. 1 - Потенциальная энергия Е системы как функция
    Для обеспечения реакционной способности органиче-                      межъядерного расстояния r
ских соединений химики – органики широко используют
квантово-механические представления о строении моле-          Квантово-механическийEанализ
                                                                                     св     явления химической свя-
кул. Из квантовой механики известно, что электроны в       зи требует решения уравнения Шредингера (см. ниже) при-
атоме располагаются на определенных орбиталях и отли-      менительно к молекуле, т.е. дел всех электронов, участ-
чаются квантовыми числами (n, l, m, s) согласно принципу   вующих в образовании связи. Точное решение возможно
запрета Паули. Фундаментальное волновое уравнение Э.       только для ионизированной молекулы водорода (Н2+), по-
Шредингера позволяет определить энергию электрона че-                                  r1
                                                           этому при расчете других молекул прибегают к приближен-
рез его волновую функцию f и вероятность пребывания        ным решениям (методам). В квантовой химии в настоящее
электрона (ϕ2) в определенном месте пространства. ϕ -      время пользуются двумя приближенными методами: МО и
функция названа орбиталью. Орбиталь занимает часть         валентных пар – схем. Оба этих метода являются математи-
пространства, в пределах которого электрон движется в      ческими приемами приближенного решения уравнения
поле атомного ядра (или нескольких ядер) и остальных       Шредингера применительно к молекуле и сами по себе не
электронов, если он принадлежит не одному атому, а не-     являются доказательством наглядных представлений. Ме-
скольким. Поэтому различают атомные орбитали (АО) и        тод МО удобен для количественных расчетов при использо-
молекулярные (МО), в которых электроны входят в состав     вании ЭВМ. Метод валентных пар - для качественных рас-
молекулы, образуя химическую связь.                        суждений, т.к. использует обычную символику органиче-
    Для того, чтобы образовалась химическая связь между    ской химии.
атомами, они должны приблизиться друг другу. При таком
сближении на определенном расстоянии между ядрами
происходит «перекрывание» электронных оболочек: элек-
троны попадают между ядрами, теряют энергию, атомы
притягиваются, образуется химическая связь. Минимум
потенциальной энергии системы на кривой энергия – рас-
стояние между ядрами отвечает длине химической связи
(r1), что изображено на рис. 1.




                         74                                                             75

Страницы