Донорно-акцепторная связь

[ksyrx]

Есть такая реакция (условная): H + Cl.

 

Водород отдаёт электрон хлору, вследствие чего образуется молекулярная орбиталь, содержащая пару поделённых электронов. По правилу октета, атомы стремятся к оболочкам ближайших благородных газов (безусловно, не обязательно к наличию 8 электронов на внешнем уровне). А, значит, поскольку поделённые электроны обслуживают два ядра, то у водорода и хлора, в данном примере, электронные конфигурации эквивалентны ближайшим, по электронному строению, благородным газам: ЭК водорода соответствует ЭК гелия, а ЭК хлора - ЭК аргона.

 

Водород приобретает положительный (частично положительный) заряд, а хлор - отрицательный (частично отрицательный). Это можно сказать в том случае, если у водорода отсутствуют электроны на 1s-орбитали. Как понял я, так и есть - у водорода, 1s-орбиталь становится свободной (правда, не знаю как, тогда, записывается его ЭК [всегда писал 1s²]).

 

Если так, то почему водород, а точнее его протон, способен учавствовать в донорно-акцепторной связи, в роли акцептора, если у самого атома, на его (совместно с хлором) молекулярной орбитали, уже, хватает электронов для формирования завершённой конфигурации? В моём понимании получится, что водород, уже имея 2 электрона на молекулярной орбитали (что, по правилу октета, соответствует ЭК гелия), получит ещё 2 электрона, что в сумме больше 2.

 

(Я склоняюсь к тому, что это исключение, подобно диоксиду азота: водород не сможет завершить свою внешнюю электронную оболочку. Тогда, ЭК водорода не будет соответствовать ЭК гелия и пустая орбиталь заполнится электронами донора [а, такая связь, кстати, тоже породит молекулярную орбиталь...]. В целом, в правиле октета про молекулярные орбитали ничего не говорится... Но, тогда какая ЭК у хлора?)

[M_GM]

Приведите пример соединения,

где водород, в составе молекулы HCl участвует в образовании донорно-акцепторных связей

Тогда будет что обсуждать, кроме фантазий

 

[ksyrx]

28 минут назад, M_GM сказал:

Приведите пример соединения,

где водород, в составе молекулы HCl участвует в образовании донорно-акцепторных связей

Тогда будет что обсуждать, кроме фантазий

 

 

Например, CH₃NH₂ + HCl. Конечно, я не имел в виду, что донорно-акцепторная связь образуется в молекуле HCl.

 

У водорода и хлора, насколько я понял, образуется молекулярная орбиталь (МО), содержащая одну поделённую пару электронов (у H и Cl по одному неспаренному e^-). А, значит - их внешние оболочки становятся завершёнными, поскольку пара обобществлённая (общая).

 

Я думаю, что донорно-акцепторная связь между атомом кислорода, в молекуле метиламина, и атомом водорода, в молекуле HCl, возникает, потому что завершённая оболочка, у водорода и хлора, образуется за счет суммы их электронов в неподелённых парах (НП) и электронов на МО. То есть, у водорода НП нет, но его ядро обслуживают 2 электрона с МО: 0 + 2 = 2 (условно, 1s²). Если это так, то я понимаю, почему s-орбиталь водорода свободна. Скорее всего, имеются ввиду именно электронные конфигурации благородных газов, на которые похожи оболочки атомов, с учетом электронов, располагающихся на МО. Тогда, я могу понять и то, что у водорода и хлора, не включая электроны с МО, оболочки незавершённые. Тем самым, протон водорода, у которого нет собственных электронов (поскольку, опять-таки, они располагаются на совместной с хлором МО), принимает НП кислорода, образуя водородную связь. И, тогда, все становится на свои места: s-орбиталь водорода, полностью, заполняется, и, в то же время, соблюдается правило октета (при условии, что электроны на МО водорода и хлора не имеют ничего общего с водородной s-орбиталью [не влияют на общую электронную конфигурацию каждого атома]). Поскольку характеристики ковалентной связи не зависят от механизма её образования, то между атомами кислорода и водорода, тоже, образуется МО. И, в данном случае, было бы невыгодно переносить полученные водородом электроны на общую орбиталь, потому что его обслуживало бы 4 электрона, а, исходя из этого, электронная конфигурация водорода не была бы похожа на ЭК гелия, что, как мне кажется без веской причины, нарушило бы правило октета. Значит, между O и H образуется МО, электроны с которой, уже, принадлежат водороду.

 

Если все верно, то мне понятен донорно-акцепторный механизм.

[Paul_S]

ЭК водорода соответствует конфигурации протона, а не гелия, бо водород отдает электрон! Конфигурации гелия водород достигает в гидрид-ионе.

[M_GM]

2 часа назад, ksyrx сказал:

между атомом кислорода, в молекуле метиламина, и атомом водорода,

... принимает НП кислорода ... между атомами кислорода и водорода ... между O и H образуется МО ...

Напишите формулу метиламина и ткните пальчиком в атом кислорода, о котором постоянно идет речь в вашем посте

[ksyrx]

7 часов назад, M_GM сказал:

Напишите формулу метиламина и ткните пальчиком в атом кислорода, о котором постоянно идет речь в вашем посте

 

Ой, опечатался... Атом азота.

[chemister2010]

У H⁺ электронная конфигурация 1s⁰

[yatcheh]

15 часов назад, ksyrx сказал:

 

Например, CH₃NH₂ + HCl. Конечно, я не имел в виду, что донорно-акцепторная связь образуется в молекуле HCl.

 

У водорода и хлора, насколько я понял, образуется молекулярная орбиталь (МО), содержащая одну поделённую пару электронов (у H и Cl по одному неспаренному e^-). А, значит - их внешние оболочки становятся завершёнными, поскольку пара обобществлённая (общая).

 

Непонятны ваши затруднения.

[CH₃NH₃]Cl - ионное соединение, там нет ковалентной связи H-Cl.

Есть ковалентная связь N-H, образованная по донорно-акцепторному механизму между азотом с НЭП и протоном со свободной s-орбиталью. И азот, и водород, и хлорид-ион имеют законченные оболочки. Положительный заряд катиона [CH₃NH₃]⁺ распределён между атомами в окружении азота за счёт частичного смещения электронных пар связей N-H и N-C к азоту.

 

Вот образование водородной связи описывается куда сложнее. Особенно для экстремально сильных внутримолекулярных ВС. Там постулируется комбинация ионного, ковалентного и обменного механизма в рамках трёхцентровой системы. И октетами уже никак не обойдёшься.

 

Изменено 27 Апреля, 2020 в 17:52 пользователем yatcheh

[ksyrx]

1 час назад, yatcheh сказал:

 

Непонятны ваши затруднения.

[CH₃NH₃]Cl - ионное соединение, там нет ковалентной связи H-Cl.

Есть ковалентная связь N-H, образованная по донорно-акцепторному механизму между азотом с НЭП и протоном со свободной s-орбиталью. И азот, и водород, и хлорид-ион имеют законченные оболочки. Положительный заряд катиона [CH₃NH₃]⁺ распределён между атомами в окружении азота за счёт частичного смещения электронных пар связей N-H и N-C к азоту.

 

Вот образование водородной связи описывается куда сложнее. Особенно для экстремально сильных внутримолекулярных ВС. Там постулируется комбинация ионного, ковалентного и обменного механизма в рамках трёхцентровой системы. И октетами уже никак не обойдёшься.

 

 

Я пытался понять образование соединения CH₃NH₂ с HCl, с самого начала. HCl, пока, не участвует в связи (предположим, что молекула находится недостаточно близко к метиламину). На этом шаге, между атомом водорода и хлора образована ковалентная связь, в которой, насколько я понимаю, у водорода s-орбиталь свободная, а внешняя оболочка хлора завершённая. Это значит, что у H частично положительный заряд, а у хлора - частично отрицательный. (Не уверен, соблюдается ли в данном случае правило октета для водорода, поскольку на его молекулярной орбитали, совместно с хлором, находятся 2 электрона, которые, фактически, могли бы предоставить водороду "переменную" внешнюю оболочку.)

 

HCl приближается к CH₃NH₂. НЭП азота, в связи с метиламином, перемещается на вакантную s-орбиталь водорода, а между N и H образуется молекулярная орбиталь, на которой находятся 2 e^-, уже принадлежащие водороду. Получается, в конфигурации азота, без учета молекулярной орбитали, 2s-орбиталь становится свободной.

 

Азот приобретает частично положительный заряд, водород - частично отрицательный. А, частичный заряд хлора остается того же знака, что и у H. Образуется ковалентная связь, по донорно-акцепторному механизму, N-H. Однако, водород, также, связан с хлором, поэтому, условно, образуется такая связь: N-H-Cl (рассматривая частичные заряды: δ⁺-δ^--δ^-). То есть, водород и хлор остаются связанными благодаря молекулярной орбитали, между ними. В результате, молекулярная связь приобретает следующий вид:

 

    H   H

    |   |

H – C – N⁺ – H^- – Cl^- 

    |   |

    H   H

 

Тогда, я не понимаю почему [CH₃NH₃]Cl - ионное соединение, если заряд хлора частичный?

[yatcheh]

10 часов назад, ksyrx сказал:

Я пытался понять образование соединения CH₃NH₂ с HCl, с самого начала. HCl, пока, не участвует в связи (предположим, что молекула находится недостаточно близко к метиламину). 

HCl приближается к CH₃NH₂. НЭП азота, в связи с метиламином, перемещается на вакантную s-орбиталь водорода, а между N и H образуется молекулярная орбиталь, на которой находятся 2 e^-, уже принадлежащие водороду. Получается, в конфигурации азота, без учета молекулярной орбитали, 2s-орбиталь становится свободной.

 

Тогда, я не понимаю почему [CH₃NH₃]Cl - ионное соединение, если заряд хлора частичный?

 

Беда в том, что метиламин (как и аммиак) в газовой фазе при отсутствии воды НЕ РЕАГИРУЕТ с HCl. Т.е. ни о каком прямом бимолекулярном взаимодействии и речи нет.  Перенос протона идёт в процессе ионной диссоциации HCl.

Заряд хлора не частичный, полный, с чего ему быть частичным?

Изменено 28 Апреля, 2020 в 06:46 пользователем yatcheh