Некоторые хитрые свойства молекул

[Jarro]

Буду (будем) здесь с периодичностью спрашивать про Некоторые хитрые свойства молекул. Слишком глубоко и сложно, наверное, для Общей химии, хотя и для Физической у ТС не наблюдаются больших знаний. Требуется лишь узнать "предпосылки" одного или другого явления, дальше лит-ра.

1.Почему гидроксиламин нестабилен? Почему не существует в-ва (NH₂)₂O (гидразин с кислородным мостиком)?

Здесь пришёл к небольшому выводу, что прочностям связей мешают спаренные электроны на посл. уровне у кислорода и азота.

То есть, слишком большая плотность валентных электронов, не задействованных в связях.

(достаточно посмотреть на перекосившиеся от них атомы водорода в гидроксиламине)

Это что-то с этим связано?

[Wolderon]

Озон. Молекула. Можно ли сказать, что она имеет форму треугольника и связи образуют рёбра треугольника?

Изменено 14 Сентября, 2012 в 16:09 пользователем Wolderon

[aversun]

[Гость Ефим]

1.Почему гидроксиламин нестабилен? Почему не существует в-ва (NH₂)₂O (гидразин с кислородным мостиком)?

Здесь пришёл к небольшому выводу, что прочностям связей мешают спаренные электроны на посл. уровне у кислорода и азота.

То есть, слишком большая плотность валентных электронов, не задействованных в связях.

(достаточно посмотреть на перекосившиеся от них атомы водорода в гидроксиламине)

Это что-то с этим связано?

С чего это атомы водорода в гидроксиламине "перекосились"? Нормальные углы, близкие к тетраэдрическим.

Гидроксиламин и "диаминоксид" нестабильны. Это - факт. Одинарная N-O связь - слабая. Это - статистика наблюдений.

Вам надо объяснить почему же N-O связь - слабая. А вот тут надо определиться с моделью. В рамках какой модели химической связи Вы строите свой прогноз?

"Мешают спаренные электроны" - это не объяснение. Я, например, полагаю, что они нисколько не мешают - с чего Вы взяли, что они мешают?

"Плотность валентных электронов" - а что такое "валентный электрон"? И что такое - "валентность"?

Вы предполагаете реальностью некоторую умозрительную систему, возникшую на основе ограниченного знания (в этом нет ничего постыдного - всякое знание ограничено). В рамках этой системы Ваши умозаключения безупречны. Вопрос только в том - какое отношение к реальности имеет эта умозрительная система?

Вам надо определиться - какой из теорий химической связи Вы отдаёте предпочтение, и оперировать терминами этой теории, поскольку только в общепринятых теориях существует хоть какой-то доказательный математический аппарат.

Оставьте натурфилософам рассуждения об отвлечённых материях типа "валентности" - им всё равно делать нечего, так пусть они языки и чешут!

[Jarro]

додумал! <_<

спасибо,

Попробую связать с реальностью..

Перекосились - потому что без применения гибридизации все атомы молекулы находились бы в плоскости, атомы водорода свободно бы вращались по оси N-O, но здесь же они повёрнуты почти на 90° от той плоскости. Воспользовавшись теорией отталкивания электронных пар, это несложно объяснить.

-

Если водород (а точнее, его электрон на оболочке азота/кислорода) так зависит от спаренных незадействованных в связи валентных электронов азота (кислорода, =неподелённых пар), тогда следует предположить, что они "вытесняют" его электрон с естественной орбиты. А именно: для установки равновесия в системе (молекуле), электрон от водорода на оболочке азота (кислорода) должен был бы отдалится от азота (кислорода) к атому водорода - его орбиталь будет неестественно вытянута и одновременно сужена спаренными электронами на посл. уровне азота (кислорода). В итоге получается нестабильная связь, которую легко оборвать.

То есть, я исходил не из-за того, что N-O всегда слабая связь, а из того, что причиняет эта связь атомам, соединенных с N или O.

Почему не наблюдается этого в аммиаке? А в нём всего лишь 2 "мешающих" электрона (одна неподелённая пара) на три атома водорода.

Почему гидразин менее устойчив, чем аммиак? Да по той же причине, что я расписал: =N-N=, уже две неподелённых пары в молекуле.

Почему гидроксиламин такой неустойчивый? 2 неподелённых пары кислорода, одна неподелённая пара азота. И все они смещают прилежащие электроны атомов водорода, вместе с атомами водорода.

Почему (NH₂)₂O не существует? Соответственно, кол-во неподелённых пар атомов, сужающих и вытягивающих орбитали электронов от водородной связи, ещё больше.

Ну и конечно не следует забывать, что и у кислорода, и у азота сохраняется правило октета сохраняется, и насыщенность молекулы ведёт к тому, что у них есть незадействованные валентные электроны, хотят соединится - но не могут. А ведь у углеродных насыщенных соединений такого бы не было (углерод использует все свои электроны на посл. уровне).

Изменено 14 Сентября, 2012 в 21:40 пользователем Jarro

[Jarro]

Если применить эту "теорию" и для других спорных молекул, становится вообще всё понятно:

Именно поэтому угольная кислота H2CO3 неустойчива - опять же, атомы кислорода при гидроксиле имеют неподелённые электронные пары, те сами по себе сужают орбиталь электрона водорода, плюс к этому само ядро водорода притягивается к двум неподелённым эл. парам кислорода в С=O (док-во: молекула имеет такое строение, что водород не лежит по сторону своих атомов кислорода от углерода - а ведь это было бы ему энергетически выгодно), от этого орбиталь валентного электрона водорода настолько "вытягивается", что потенциальная энергия связи сильно уменьшается (т.е. чтобы оторвать атом водорода от молекулы нужно приложить меньше энергии).

Отсюда выходит, что именно атомы водорода отрываются при распаде угольной к-ты, в дальнейшем соединяясь с кислородом от C=O, образуется вода; оставшиеся два атома кислорода и углерода формируют углекислый газ.

В док-во того, что именно атомы водорода: гидрокарбонат-ион значительно менее устойчив карбонат-иона.

 

Это похоже на правду?

Я не воспользовался понятиями из гибридизации, зато использовал теорию отталкивания эл. пар и фундаментальные св-ва хим. связи.

Изменено 15 Сентября, 2012 в 08:51 пользователем Jarro

[Гость Ефим]

Если применить эту "теорию" и для других спорных молекул, становится вообще всё понятно:

Отсюда выходит, что именно атомы водорода отрываются при распаде угольной к-ты ...

Это крайне маловероятно! Связь О-Н исключительно прочна, её гомолитический разрыв, да ещё самопроизвольный - это, извините - бред полнейший!

В свете этого и всё Ваше обоснование представляется надуманным.

[Jarro]

Точно бред!

Думаю, что я правильно заметил закономерность (аммиак-гидразин-гидроксиламин-(NH₂)₂O) и дело по-настоящему в неподелённых парах и их губительном влиянии на связи: если не косвенно на .O-H то прямо на :.C-O. (слабо) :N-N: (сильно) :N-O. (очень сильно)

И происходит это так: общая пара электронов между двумя ядрами азота совсем не имеет ту же орбиталь, что и электроны в s-связи (неполярной ковалентной) в молекуле H₂ - они не могут свободно перемещаться по всему облаку, охватывающему все электроны атомов, а только в том месте, которое "ограничили" неподелённые пары азота. То есть

от этого орбиталь валентного электрона водорода азота настолько "вытягивается", что потенциальная энергия связи сильно уменьшается (т.е. чтобы оторвать атом водорода азота от молекулы нужно приложить меньше энергии).

я пока что слабо это представляю (поможет гибридизация), но точно дело в этом ^_^

[Jarro]

. .

Теперь верно?

Изменено 16 Сентября, 2012 в 10:00 пользователем Jarro

[Jarro]

А вообще, может просто всё перечеркнуть и сказать, что :N-N: не прочная из-за того, что одинарная? Всё.