1.12 Unshared pairs of electrons Tw

1.12 Unshared pairs of electrons

Two familiar compounds, ammonia (NH3) and water (H,O), show how unshared pairs of electrons can affect molecular structure.
In ammonia, nitrogen resembles the carbon of methane. Nitrogen is sp3-hybridized, but (Table 1.1) has only three unpaired electrons; they occupy three, of the sp3 orbitals. Overlap of each of these orbitals with the s orbital of a hydrogen atom results in ammonia (Fig. 1.12). The fourth sp3 orbital of nitrogen contains a pair of electrons.

Figure 1.12 Bond formation: NH3 molecule, (a) Tetrahedral s/>5 orbitals. (b) Predicted shape, showing the unshared pair: H nuclei located for maximum overlap. (c) Shape and size.

If there' is to be maximum overlap and hence maximum bond strength, the hydrogen nuclei must be located at three comers of a tetrahedron; the fourth corner is occupied by an unshared pair of electrons. Considering only atomic nuclei, we would expect ammonia to be shaped like a pyramid with nitrogen at the apex and hydrogen at the comers of a triangular base. Each bond angle should be the tetrahedral angle 109.5°.
Experimentally, ammonia is found to have the pyramidal shape calculated by quantum mechanics. The bond angles are 107°, slightly smaller than the predicted value; it has been suggested that the unshared pair of electrons occupies more space than any of the hydrogen atoms, and hence tends to compress the bond angles slightly. The nitrogen-hydrogen bond length is 1.01 A; it takes i03 kcal/ mol to break one of the bonds of ammonia.
The sp3 orbital occupied by the unshared pair of electrons is a region of high electron density. This region is a source of electrons for electron-seeking atoms and molecules, and thus gives ammonia its basic properties (Sec. 1.22).
Compare ammonia with methane, which does not undergo inversion. The unshared pair plays the role of a carbon-hydrogen bond in determining the most stable shape of the molecule, tetrahedral. But, unlike a carbon-hydrogen bond, the unshared pair cannot maintain a particular tetrahedral arrangement; the pair points now in one direction, and the next instant in the opposite direction.

Finally, let us consider water, H20. The situation is similar to that for ammonia, except that oxygen has only two unpaired electrons, and hence it bonds with only two hydrogen atoms, which occupy two comers of a tetrahedron. The other two comers of the tetrahedron are occupied by unshared pairs of electrons (Fig. 1.14).

Figure 1.14 Bond formation: H2O molecule, (a) Tetrahedral sp3 orbitals. (b) Predicted shape, showing the unshared pairs: H nuclei located for maximum overlap. (c) Shape and size.

As actually measured, the H U Hangle is 105°, smaller than the calculated tetrahedral angle, and even smaller than the angle in ammonia. Here there are two bulky unshared pairs of electrons compressing the bond angles. The oxygen-hydrogen bond length is 0.96 A; it takes 118 kcal/mol to break one of the bonds of water.
If we examine Fig. 1.15 we can see the fundamental similarity in shape of the methane, ammonia, and water molecules: a similarity that, by the approach we have used, stems from a similarity in bonding.


Figure 1.15 Models of (a) methane, (b) ammonia, (c) water.


Because of the unshared pairs of electrons on oxygen, water is basic, although less strongly so than ammonia (Sec. 1.22).
Figure 1.11 Models of methane molecule, (a) Stick-and-ball (Allyn & Bacon), (b) Framework (Prentice Hall), (c) Space-filling (Corey-Pauling- . Koltun, CPK); 1.25 cm equals 1.00 A,

Результаты (русский) 1:

1.12 неразделенной пары электронов Две знакомые соединений, аммиака (NH3) и воды (H, O), показать как неразделенной пар электронов может повлиять на молекулярной структуры.В аммиак азот напоминает углерода метана. Азот гибридизированных sp3, но (таблица 1.1) имеет только три неспаренных электронов; они занимают три, sp3-орбиталей. Перекрытие каждого из этих орбиталей с s-орбиталь атома водорода приводит к аммиака (рис. 1.12). Четвертая sp3 орбитального азота содержит пару электронов. Рисунок 1.12 Бонд формирования: молекулы NH3, () четырехгранная s / > 5 орбиталей. (b) предсказал форму, показаны неразделенной пара: H ядра расположен для максимального совпадения. (c) форму и размер.Если там ' быть максимальный параллелизм и следовательно максимальная прочность, ядра водорода должны быть расположены в трех желающих тетраэдра; Четвертый угол занята неразделенной пары электронов. Учитывая только атомные ядра мы бы ожидать аммиака в форме пирамиды с азотом на вершине и водорода на желающих треугольной базы. Каждый угол Бонд должен быть четырехгранная угол 109,5 °.Экспериментально аммиак обнаружено имеют пирамидальную форму, рассчитывается по квантовой механике. Бонд углы являются 107°, чуть меньше прогнозируемого значения; было предложено, что отменен пара электронов занимает больше пространства, чем любой из атомов водорода и следовательно, как правило, слегка обжать углы Бонд. Азот водород облигаций составляет 1,01 A; Он принимает i03 ккал / моль, разрыв одной из облигаций аммиака.Sp3 орбитальных оккупирована неразделенной пара электронов — регион высокой электронной плотности. Этот регион является источником электронов для поиска электронов атомов и молекул и таким образом дает аммиака ее основные свойства (1.22 сек.).Сравните аммиака с метан, который не подвергается инверсии. Неразделенной пара играет роль углерода водородную связь в определении наиболее стабильной формы молекулы, четырехгранные. Но, в отличие от углерода водородную связь, неразделенной пара не может поддерживать особое четырехгранный договоренности; пара очков теперь в одном направлении и следующий момент в противоположном направлении. Наконец Давайте рассмотрим воды, H20. Ситуация аналогична для аммиака, за исключением того, что кислород имеет только два неспаренных электронов, и следовательно его облигаций с только два атома водорода, которые занимают два желающих тетраэдра. Другие два желающих тетратоэдра заняты неразделенной парами электронов (рис. 1.14).Рисунок 1.14 Бонд формирования: молекулы H2O, (a) Тетраэдрических sp3-орбиталей. (b) предсказал форму, показаны неразделенной пар: H ядра расположен для максимального совпадения. (c) форму и размер.Как на самом деле H U Hangle-105°, меньше, чем расчетный угол четырехгранный и даже меньше, чем угол в аммиак. Здесь есть два громоздких неразделенной пары электронов, сжатие скрепление углов. Бонд кислорода водорода составляет 0,96 A; Она занимает 118 ккал/моль сломать один из облигаций воды.Если мы рассмотрим рис. 1.15 мы можем видеть основные сходства в форме метана, аммиака и молекулы воды: сходство, что подход мы использовали, проистекает из сходства в склеивание. Рисунок 1.15 модели () метана, аммиака (b), (c) вода.Из-за неразделенной пары электронов на кислород, вода является основным, хотя менее сильно, чем аммиак (1.22 сек.).Рисунок 1.11 модели молекул метана, (a) палку и ball (Эллин и бекон), (b) рамки (Prentice Hall), (c) заполнения пространства (Кори-Лайнус Полинг -. Колтун, Креатинфосфокиназы); 1,25 см равна 1.00 A,

Результаты (русский) 2:

1.12 неподеленной пары электронов два знакомых соединений, аммиака (NH3) и воды (H, O), показывают, как используемые совместно пары электронов может повлиять молекулярную структуру. В аммиака, азот напоминает углерода метана. Азот SP3-гибридизированных, но (Таблица 1.1) имеет только три неспаренных электрона; они занимают три, из sp3-орбиталей. Перекрытие каждой из этих орбиталей с ы орбитали атома водорода приводит в аммиаке (рис. 1.12). Четвертый SP3-орбитали азота содержит пару электронов. Рис 1.12 образование Бонда: NH3 молекулу, () тетраэдрических с /> 5-орбитали. (Б) Прогноз форму, показывая неразделенную пару: Н-ядра, расположенные на максимальной перекрытия. (С) форма и размер. Если есть должна быть максимальная перекрытия и, следовательно, максимальная прочность соединения, ядра водорода должен быть расположен на трех углах тетраэдра; Четвертый угол занят неподеленной пары электронов. Учитывая только атомные ядра, мы могли бы ожидать аммиака иметь форму пирамиды с азотом на вершине и водорода в углах треугольного основания. Каждый угол связи должны быть четырехгранный угол 109,5 °. Экспериментально, аммиак находится иметь пирамидальную форму, рассчитанный по квантовой механике. Валентных углов составляет 107 °, несколько меньше, чем предсказанное значение; было высказано предположение, что неподеленной пары электронов занимает больше места, чем любой из атомов водорода, и, следовательно, имеет тенденцию слегка сжать валентных углов. Длина азотно-водородной связью 1.01; он принимает I03 ккал / моль сломать один из облигаций аммиака. SP3 орбитальной занимают неподеленной пары электронов область высокой плотности электронов. Этот регион является источником электронов для электронно-ищет атомов и молекул, и, следовательно, дает аммиак ее основные свойства (п. 1.22). Сравнение аммиака с метаном, который не подвергается инверсии. Неразделенная пара играет роль углерод-водородной связи в определении наиболее стабильную форму молекулы тетраэдрической. Но, в отличие от углерода-водородной связи, неразделенная пара не может поддерживать определенную тетраэдрическую расположение; парные точки в настоящее время в одном направлении, и в следующий момент в противоположном направлении. И, наконец, рассмотрим воду, H20. Ситуация похожа на, что для аммиака, кроме того, что кислород есть только два неспаренных электрона, и, следовательно, облигации только с двумя атомами водорода, которые занимают два желающих тетраэдра. Два других желающих тетраэдра заняты неразделенными парами электронов (рис 1.14.). Рисунок 1.14 образование облигаций: H2O молекулы, () тетраэдрических sp3-орбиталей. (Б) Прогноз форму, показывая неразделенные пары: Н-ядра, расположенные на максимальной перекрытия. (С) форма и размеры. В самом деле измеряется, HU Hangle 105 °, меньше расчетного тетраэдрической углом, и даже меньше, чем угол в аммиаке. Здесь есть два громоздких неподеленные пары электронов сжатия валентные углы. Длина кислородно-водородных связей 0,96; она занимает 118 ккал / моль сломать один из облигаций воды. Если мы рассмотрим рис. 1.15 мы видим принципиальное сходство в форме метана, аммиака и молекулы воды:. Сходство, что к подходу, мы использовали, проистекает из сходства в связи Рисунок 1.15 Модели (а) метана, (б) аммиака (с) воду. Из-за неразделенных пар электронов на кислород, вода является основным, хотя и менее сильно, чем аммиак (п. 1.22). Рисунок 1.11 Модели молекулы метана () кнута и мяч (Аллин & Бэкон), (б) структура (Prentice Hall), (с) космические заполнение (Кори-Pauling- Колтун, КФК). 1,25 см равен 1,00,

Результаты (русский) 3:

1.12 для обмена электронной

две знакомые соединений и аммиака (NH3), вода (h, o), что на одиночных на электронных молекулярной структуры.
аммиака, метана и азота и углерода.азот является sp3 (Таблица 1.1), но только три несовершеннолетие; они занимают три sp3 гибридной орбиты.один из атомов водорода и аммиака орбиты все эти орбиты дублирования (Рисунок 1.12).Четвертая sp3 орбиты азота, содержащий один электронный ключ.

рисунок 1.12 формирования: NH3, (один) тетраэдр / > 5 орбиты.B) форма представления прогнозирования, напротив: h ядерной расположен крупнейший дублирования.(c) формы и размера.

если является крупнейшим дублирования, поэтому максимальная прочность сцепления, Водородные ядра должны находится в тетраэдр треугольник; четвертый угол состоит из пары одиночных на электроны занимают.ядро атома только рассмотреть, как мы ожидаем, что аммиака в форму в один угол треугольника азота и водорода вершины пирамиды.каждый ключ должен быть тетраэдр угол угол 109.5 градусов.
аммиака эксперимент с квантовой механики, обнаружили пирамидальной формы расчетов.ключ угол - 107 градусов, чуть меньше, чем прогноз стоимости; это уже показали, что одиночные на электронных приходится больше пространства, чем атомов водорода, поэтому часто сжатия ключевых угол исключен.водородная связь длина азота является 1.01; он с I03 ккал / Мур проехал один раз аммиака облигаций.
sp3 гибридной орбиты занимают одиночные на электронных является высокой плотности электронов в регионе.В этой области атомов и молекул с электронной искать электронных источников, и приводятся его основные свойства (секунд аммиака.1.22).
сопоставление аммиака и метана,не после инверсии.одиночных для определения наиболее стабильной форма молекулы углерода - водородная связь является роль, тетраэдр.Но, в отличие от углеводородов на ключ, только не в состоянии поддерживать конкретного тетраэдр организовал двойной точка; теперь в одном направлении, противоположном направлении и в следующий момент.

наконец, давайте рассмотрим воды, H2O.аммиака в аналогичных условиях, но не в паре кислорода только два электронных, поэтому его облигации только двух атомов водорода, это два человека, которые занимают тетраэдр.тетраэдр одиночных на двух других, электроны занимают (диаграмма 1.14).

диаграмма 1.14 ключ: H2O, формирование (sp3) тетраэдр гибридной орбиты.B) прогнозирования формы,дисплей: h ядерного обмена находится на максимальной дублирования.(c) формы и размера.

для измерений, h u Hangle 105 градусов, меньше, чем угол угол расчета тетраэдр, аммиака меньше.Здесь есть электронные ключи для сжатия угол два обмена.водородная связь секретаря кислорода - 0,96;Она нуждается в 118 kcal/mol разорвать воды облигаций.
если мы расследования карта 1.15 мы видим в метан, аммиак и аналогичные формы молекулы воды, сходство, мы используем метод, в сочетании с аналогичные стебли.


диаграмма 1.15 модель (метан, аммиак (b), (c)) поскольку воды.


одинокого пара кислорода, воды является основой,хотя и не слишком сильное, чем аммиака (секунд.рис. 1.11 модели 1.22).
молекулы метана (один), бар и мяч (лун (бекон), b) рамки (Prentice Hall), (c) (Кори Полинга - наполнения пространства.Koltun, коммунистов); 1,25 см равна 1,