Другой атом - кислород
Cтраница 4
По данным рентгеноструктурного анализа и дифракции нейтронов лед I имеет гексагональную структуру с таким же расположением атомов кислорода, как и атомов кремния в структуре тридимита. Это имеет существенное значение при гидратации некоторых силикатных минералов. Атом кислорода в структуре льда связан с четырьмя другими атомами кислорода, расположенными в вершинах тетраэдра на расстоянии 0 276 нм от центрального атома кислорода. [46]
Но когда подобного рода восстановительные процессы происходят при доступе кислорода, они вызывают энергичные окислительные процессы. Ибо редуцирующие вещества, подобно водороду in statu nascendi, обладают, по мнению Гоппе-Зейлера, способностью расщеплять молекулу кислорода на свободные атомы. Один из этих атомов соединяется с легкоокисляемым веществом, образуя окись ( окисляет, например, водород в воду), другой атом кислорода остается свободным и является настоящим активным кислородом. Этот-то активный кислород и может окислять трудноокисляемые вещества, как индиго, или же - в их отсутствии - окисляет воду в перекись водорода. [47]
Эти данные объясняются с помощью квантовой механики. Можно даже представить себе, что неподеленная пара электронов координационно связанного кислорода формулы I становится л-связью, а л-электроны формулы I становятся неподеленной парой электронов у другого атома кислорода. В результате смещения электронов ( показанного изогнутыми стрелками в формуле III) I переходит в II. Такое перемещение электронов возможно потому, что не участвующие в образовании связи электроны и л-электроны гораздо более подвижны, чем электроны G-СВЯЗИ. Они стремятся распространить свое волновое движение в поле всех находящихся в их распоряжении атомов. Согласно теории квантовой механики, если молекула содержит подобные электроны на соседних орбиталях, эти орбитали комбинируются, образуя расширенные молекулярные орбитали, которые занимают электроны обеих исходных орбиталей. За счет такого более полного перекрывания электронных облаков молекула стабилизируется. Одновременно межатомные расстояния сокращаются. [48]
В случае асимметричного растяжения атом углерода также принимает участие в колебании. Из соображений симметрии можно предположить, что половина его массы ( т / 2) принимает участие в колебании с одним атомом кислорода, а другая половина - с другим атомом кислорода. Тем самым задача сводится к двухатомной системе частиц с массами mn и тс / 2, связанных коэффициентом упругости К. Затем мы находим, что резонансная частота з этой моды, очевидно, равна vs ( / С / ц) 1 / 2 / 2я, где ( 5 m0 ( mc / 2) / [ m0 ( mc / 2) l - приведенная масса. [49]
Следовательно, фактор 2 играет здесь главную роль. Вероятно, такого типа эффект встречается и для кетильных производных, однако имеющиеся данные недостаточны для окончательных выводов. Возможное различие между этими двумя системами заключается в том, что нитрогруппа содержит два атома кислорода, и если катион в некоторый момент ассоциирован с одним из них, то при низкой спиновой плотности на атоме кислорода, ассоциированном с катионом, спиновая плотность на другом атоме кислорода будет сравнительно высокой ( разд. Разумеется, это не более чем предположение, поскольку важную роль может играть и третий фактор. [50]
Атом кислорода может образовывать две валентные связи. Он может соединиться, например, с двумя атомами водорода - тогда получится молекула воды. Он может также занять две из четырех валентностей атома углерода, в то время как другой атом кислорода займет две другие валентности. [51]
Одной из очень важных разновидностей взаимодействия между полярными молекулами является водородная связь. Такая связь, объясняемая главным образом электростатическими силами, возникает между положительно заряженным атомом водорода и каким-нибудь маленьким, но сильно электроотрицательным атомом, обычно N, О или F. Другим примером важной роли, которую играют водородные связи в образовании межмолекулярных структур, является лед. Как показано на рис. 14 - 18, в кристалле льда каждый атом кислорода полярной молекулы Н2О тетраэдрически окружен четырьмя другими атомами кислорода, в результате чего возникает структура, напоминающая кристаллическую структуру алмаза. Каждый атом кислорода связан с четырьмя соседними атомами кислорода мостиковыми водородными связями. [53]
Настаивая на разнице, которая существует в смысле окислительной энергии между перекисью водорода и активным кислородом ( свободными томами), Гоппе - Зейлер14 говорит, что, будучи соединением предельным, перекись водорода по необходимости должна обладать меньшей энергией, чем свободные атомы. Мне кажется, что предельность перекиси водорода здесь ровно не при чем. Озон настолько же предельное соединение, как и перекись водорода, что не мешает ему, однако, быть одним из самых энергичных окислителей. Причина необыкновенной активности озона заключается, вероятно, в его строении, в силу которого атом активного кислорода связан с двумя другими атомами кислорода. [54]
Структуры гидратов кислот и кислых солей особенно интересны тем, что некоторые или все протоны в них могут присоединяться к молекулам воды с образованием НзО или более сложных ионов. Спектры ПМР показывают, что в моногидратах ряда кислот ( HNOs, НС1С4, HoSCb, H2PtCb) существуют группировки, состоящие из трех атомов водорода, расположенных в вершинах равностороннего треугольника. Существование коротких расстояний О - Н - О ( 2 4 - - 2 6 А) между некоторыми парами атомов кислорода, которые связаны с другими атомами кислорода более длинными водородными связями ( 2 7 - н2 8 А), принято считать признаком образования Н5О24, НуОз4 или более сложных ионов гидроксония, хотя такая интерпретация не всегда однозначна. [55]
Моногидратацетилацетонатауранила ( СН3СО - CHCOCH3) 2UO2 Н2О [66] известен в трех кристаллических модификациях. Более подробно исследована вторая моноклинная модификация. Молекула имеет конфигурацию пентаго-нальной бипирамиды. Атомы кислорода двух ацетилацетонатных групп и молекула воды располагаются примерно в одной плоскости, перпендикулярной уранильной группе, имеющей линейное строение. Расстояния U-О в уранильной группе составляют 1 60 A, U-О ( Н2О) 2 47 А и с другими атомами кислорода 2 51 А. [56]
Раствор сульфата меди ( П), как и растворы других солей меди ( П), окрашиваются аммиаком в интенсивно синий цвет. Эту реакцию используют в аналитической химии для открытия двухвалентной меди. Окраска вызвана устойчивым ионом тетраамминмеди ( 11) [ Cu ( NH3) 4 ] 2H, растворимым в воде. Таким образом, из пяти молекул воды гидрата замещаются аммиаком всего лишь четыре молекулы. Это легко объясняется строением кристалла CuSO4 - 5H2O, у которого только четыре молекулы воды координационно связаны с ионом Си2, а пятая связана водородной связью с другими атомами кислорода. [57]
Страницы: 1 2 3 4