Химическая связь Скачать
презентацию
<<  Водородная связь Валентность и степень окисления  >>
Водородная и донорно-акцепторная связи
Водородная и донорно-акцепторная связи
Водородная связь
Водородная связь
Образование водородной связи
Образование водородной связи
Водородная химическая связь
Водородная химическая связь
Водородная химическая связь
Водородная химическая связь
Н – bond AT
Н – bond AT
Гуанин
Гуанин
Фрагменты кристаллов
Фрагменты кристаллов
Типы водородных связей
Типы водородных связей
Cимметричная
Cимметричная
Симметричные Н-связи
Симметричные Н-связи
Природа водородной связи
Природа водородной связи
Две молекулы описывают гамильтонианами НА и НВ
Две молекулы описывают гамильтонианами НА и НВ
Энергия прямого электростатического взаимодействия
Энергия прямого электростатического взаимодействия
Дисперсионная энергия
Дисперсионная энергия
Понятие «перенос заряда»
Понятие «перенос заряда»
Энергия межмолекулярной водородной связи
Энергия межмолекулярной водородной связи
Зависимость энергии от расстояния
Зависимость энергии от расстояния
Расстояние между атомами
Расстояние между атомами
Dimers of Formamide
Dimers of Formamide
Слабые водородные связи
Слабые водородные связи
Донорно-акцепторная связь
Донорно-акцепторная связь
Свойства ковалентной химической связи
Свойства ковалентной химической связи
Водородная химическая связь
Водородная химическая связь
Состояния молекулярных кoмплексов состава DА
Состояния молекулярных кoмплексов состава DА
Появление в электронных спектрах новой полосы поглощения
Появление в электронных спектрах новой полосы поглощения
G.I. Borodkin et al
G.I. Borodkin et al
Доноры
Доноры
P-комплексы
P-комплексы
NO+ c алканами
NO+ c алканами
NO+ с олефинами
NO+ с олефинами
Комплексы двух типов
Комплексы двух типов
Динамические комплексы
Динамические комплексы
Азотсодержащие комплексы
Азотсодержащие комплексы
Комплексы с элементами 6-ой группы
Комплексы с элементами 6-ой группы
Соответствие концепции ЖМКО
Соответствие концепции ЖМКО
H+, me+, i-pr+ нет p-комплексов MP2/6-31+g**(fc)
H+, me+, i-pr+ нет p-комплексов MP2/6-31+g**(fc)
Молекулярные кoмплексы по энергии связи
Молекулярные кoмплексы по энергии связи
Синглет-бирадикальный характер
Синглет-бирадикальный характер
Слайды из презентации «Водородная химическая связь» к уроку химии на тему «Химическая связь»

Автор: kot. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Водородная химическая связь.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 2273 КБ.

Скачать презентацию

Водородная химическая связь

содержание презентации «Водородная химическая связь.ppt»
СлайдТекст
1 Водородная и донорно-акцепторная связи

Водородная и донорно-акцепторная связи

Теоретические основы органической химии Водородная и донорно-акцепторная связи Лекция 15 (электронно-лекционный курс) Проф. Бородкин Г.И.

2 Водородная связь

Водородная связь

Водородная связь играет важную роль во многих химических, физических и биохимических процессах

Л. Полинг:

Молекулы в кристаллах

Ферментатив- ный катализ

Молекулы жизни

Перенос протона

При определенных условиях атом водорода может быть связан сильной связью с двумя соседними атомами, а не с одним.

3 Образование водородной связи

Образование водородной связи

наступает при взаимодействии протонодонора (кислоты Бренстеда, электроноакцептора) с протоноакцептором (основанием, электронодонором).

Первую научную трактовку водородной связи дали в 1920 году В. Латимер и В. Родебуш, работавшие в лаборатории Г. Льюиса, основоположника учения о ковалентной связи, автора теории кислот и оснований и плодотворной в органической химии концепции обобщенной электронной пары.

4
5
6 Н – bond AT

Н – bond AT

?-stacked AT

7 Гуанин

Гуанин

H2O, MeOH, H2O2.

B3LYP/ 6-31+G(d)

8 Фрагменты кристаллов

Фрагменты кристаллов

О…Н…О.

K+

K+

1

2

O..H..O

9 Типы водородных связей

Типы водородных связей

Внутримолекулярная Межмолекулярная

Внутримолекулярную водородную связь отличают от межмолекулярной связи по признакам ассоциации. Межмолекулярная Н-связь «исчезает» при низкой концентрации вещества в нейтральном растворителе, тогда как внутримолекулярная Н-связь в этих условиях сохраняется.

10 Cимметричная

Cимметричная

ЯМР, метод изотопного возмущения

Асиммет- ричная

11 Симметричные Н-связи

Симметричные Н-связи

[H….F….H]-.

H….O….H

Симметричные Н-связи

Нейтронная дифракция (кристалл)

Атом водорода посредине или близко к центру связи

CCSD(T)/6-311(3df,3pd)// CCSD/6-311(3df,3pd)

Grabowski, S. J.; Ugalde, J. M. Chem. Phys. Lett. 2010, 493, 37.

12 Природа водородной связи

Природа водородной связи

E = eex + еpol + еct + еes

EEX - обменная энергия (отталкивание ? !) ЕPOL - поляризационная энергия ЕCT - энергия переноса заряда ЕES - энергия электростатичекого взаимодействия

При малых расстояниях POL, ES и CT важны, при больших ES важно (Morokuma, K; Kitaura, K. In Molecular Interactions; Ratajczak, New York,1980; Vol. 1, p 21-66)

Притяжение

Morokuma and kitaura (одноэлектронное приближение hartree-fock)

13 Две молекулы описывают гамильтонианами НА и НВ

Две молекулы описывают гамильтонианами НА и НВ

а межмолекулярное взаимодействие слабое; V ? оператор межмолекулярного взаимодействия.

(1)

Н0= на + нв

Где:

(2)

(3)

I и j – электроны, A, B - ядра

Электрон-ядро электрон-электрон ядро-ядро

14 Энергия прямого электростатического взаимодействия

Энергия прямого электростатического взаимодействия

Еpol = - S.

Энергия прямого электростатического взаимодействия невозмущенных молекул: Еo = <?Аn?ВmI V I ?Аn?Вm> (4)

Энергия взаимной поляризации молекул:

I<YnAYmBI V I YoAYoB>I2

= Еind + edisp

(5)

(Еna – eoa) + (emb – eob)

Индукционная энергия Еind отвечает взаимодействию невозмущенной молекулы А с поляризованной ею молекулой В и наоборот. Энергия Еind отрицательна и для нейтральных молекул мала.

15 Дисперсионная энергия

Дисперсионная энергия

Еdisp = - S.

I<YnAYmBI V I YoAYoB>I2

Дисперсионная энергия Еdisp отвечает взаимодействию двух взаимно поляризованных электронных распределений. Она определяется квантово-механическими флуктуациями электронной плотности и требует для расчета учета электронной корреляции.

(Еna – eoa) + (emb – eob)

(6)

m, n = 0

16 Понятие «перенос заряда»

Понятие «перенос заряда»

следует понимать в том же смысле, что и понятие «валентная структура», в методе валентных связей: речь идет о включении в волновую функцию вклада состояний, отвечающих ионизированным молекулам комплекса.

Перенос заряда зависит от разности энергией комплекса и энергией мономеров, описываемых антисимметризованным произведением волновых функций каждого из них.

17 Энергия межмолекулярной водородной связи

Энергия межмолекулярной водородной связи

?E = E(R1-A-H… B-R2) – E(R1-A-H) – E(B-R2)

Комплекс DE (ккал/моль) RH…B(?) MP2/6-311++G(d,p) HOH…OH2 -4.5 1.95 HOH…NH3 -5.9 1.97 FH…OH2 -7.7 1.73 [F…H…F]- -61.0 1.14 HCH…OH2 -2.5 2.44 F-H…H-Li -13.4 1.40

Grabowski, S. J.; Sokalski, W. A. J. Phys. Org. Chem. 2005, 779

18 Зависимость энергии от расстояния

Зависимость энергии от расстояния

19 Расстояние между атомами

Расстояние между атомами

rn - rS = ?rns - c log n.

Rn – rs - расстояние между атомами r и s n - порядок связи

20 Dimers of Formamide

Dimers of Formamide

Decomposition of Interaction Energy for Dimers of Formamide and Its Tautomeric Form as Well as Their Fluoro Derivatives Complex EH-L EES EEX EDEL ?EHF ECORR ?E N-H ...O -3.6 -23.3 19.7 -8.5 -12.1 0.0 -12.1 N(F)-H…O -2.5 -22.6 20.1 -9.0 -11.5 0.1 -11.3 N-H…O(C-F) -4.9 -20.0 15.1 -6.5 -11.4 0.1 -11.3 O-H…N 8.8 -45.4 54.2 -26.6 -17.8 -2.7 -20.5 O-H…N(F) 3.6 -32.0 35.6 -17.4 -13.8 -1.9 -15.7

21 Слабые водородные связи

Слабые водородные связи

-0.25 1.10 -2.30 -1.45.

Слабые водородные связи CH… ArH

Eэл.-стат. Eобм.(оттал.) Екорр. Еполн

Ккал/моль

Ab initiiio, MP2, sakaki, 1993г. Chem. Rev. 2010, 110, 6049

22 Донорно-акцепторная связь

Донорно-акцепторная связь

Донорно-акцепторная связь (координационная связь) — химическая связь между двумя атомами или группой атомов, осуществляемая за счет неподеленной пары электронов одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора).

Термины «донорно-акцепторная связь» или «координационная связь» не всегда корректны, поскольку часто это не есть вид химической связи, а лишь теоретическая модель, описывающая особенность её образования.

23 Свойства ковалентной химической связи

Свойства ковалентной химической связи

образованной по донорно-акцепторному механизму, ничем не отличаются от свойств связей, образованных по обменному механизму.

Донорно- акцепторная связь

Ковалентная связь

24
25 Состояния молекулярных кoмплексов состава DА

Состояния молекулярных кoмплексов состава DА

Согласно теории Малликена, основное (N) и возбужденное (Е) состояния молекулярных кoмплексов состава DА описываются волновыми ф-циями yN и yE: YN = aY0(D,A) + bY1(D+-A-) основное YE = a*Y0(D,A) - b*Y1(D+-A-) возбужденное Ф-ция y0 описывает гипотетич. состояние системы "без связи", когда расстояние между молекулами D и А равно длине донорно-акцепторной связи, а взаимод. между ними только электростатическое. Ф-ция y1 описывает состояние, в котором один из электронов с МО донора yD перенесен без изменения спина на МО акцептора yA, в результате чего образуется ковалентная связь. Суперпозиция гипотетич. состояний, отвечающих y1 и y0, соответствует реальному состоянию молекулярного кoмплекса.

26 Появление в электронных спектрах новой полосы поглощения

Появление в электронных спектрах новой полосы поглощения

Для ряда молекулярных комплексов характерно появление в электронных спектрах новой полосы поглощения, отсутствовавшей в спектрах индивидуальных Д и А, называемой полосой переноса заряда.

hn = ID — ЕА + С ID – потенциал ионизации донора ЕА- сродство к электрону акцептора С - константа

27 G.I. Borodkin et al

G.I. Borodkin et al

Tetrahedron Lett. 1973, 539.

28 Доноры

Доноры

n-Доноры: RNH2, ROH, R2O, RSH, R2S и др. p-Доноры: ArH s-Доноры: H-CHal3 (пара электронов от s-связи) p-Акцепторы: кислоты Льюиса (p-вакантная АО), карбокатионы p-Акцепторы: хиноны и др. s-Акцепторы: s-разрыхляющая MO.

29 P-комплексы

P-комплексы

O. Hassel, Acta. Chem. Scand., 1958, 1146

30 NO+ c алканами

NO+ c алканами

A B C

DE 0 -4 14 ккал/моль невыгоден

Ab initio

P.R. Schreiner et al.,J. Am. Chem. Soc., 115, 9659 (1993)

31 NO+ с олефинами

NO+ с олефинами

G.I. Borodkin et al., J.A. Chem. Soc. 12863 (1995)

32 Комплексы двух типов

Комплексы двух типов

ab initio HF/6-31-G*.

Более устойчив; IGLO расчет хим. Сдвигов

G.I. Borodkin et al., Mend. Commun.83 (1999)

33 Динамические комплексы

Динамические комплексы

34 Азотсодержащие комплексы

Азотсодержащие комплексы

35 Комплексы с элементами 6-ой группы

Комплексы с элементами 6-ой группы

Eвосст ~0.9 ev (mecn)

K.Y. Leee t al., Inorg. Chem. 4196 (1990)

36 Соответствие концепции ЖМКО

Соответствие концепции ЖМКО

NO+ - мягкая кислота

G.I. Borodkin et al. J. Chem. Soc. PT2, 1029 (1995)

37 H+, me+, i-pr+ нет p-комплексов MP2/6-31+g**(fc)

H+, me+, i-pr+ нет p-комплексов MP2/6-31+g**(fc)

38 Молекулярные кoмплексы по энергии связи

Молекулярные кoмплексы по энергии связи

EДА = Eэл-стат + Еполяр. + Еобм + Епз + Ев.п.

К. Морокума классифицировал молекулярные кoмплексы по энергии связи: cильные (сотни кДж/моль), средние (десятки кДж/моль), cлабые (единицы кДж/моль) По природе связи: электростатические, поляризационные, с переносом заряда

Eэл-стат - энергия электростатического взаимодействия Еполяр - поляризационная энергия, Еобм - энергия обменного взаимод., Епз - энергия, связанная с переносом заряда, Ев.п - энергия высших порядков, определяемая как разность между ЕДА и первых четырех членов разложения (ab initio)

39 Синглет-бирадикальный характер

Синглет-бирадикальный характер

Schematic drawing of the 1D stack.

Синглет-бирадикальный характер обуславливает стэкинг молекул, что проявляется в ЭСП (нет ЭПР сигнала)

«Водородная химическая связь»
http://900igr.net/prezentatsii/khimija/Vodorodnaja-khimicheskaja-svjaz/Vodorodnaja-khimicheskaja-svjaz.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Слайды
Презентация: Водородная химическая связь.ppt | Тема: Химическая связь | Урок: Химия | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Химическая связь > Водородная химическая связь.ppt