* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

269 МОЛЕКУЛА 270 ( H C i , СО и др.) оказывается п о л я р н о й , т. е. имеет дипольный момент. В предельном случае, когда «центр тяжести» валентных электронов очень близок к «центру тяжести» одного из атомов, возникающая М. наз. и о н н о й . Химич. связь в таких М. обус­ ловлена в основном кулоновским притяжением про­ тивоположно заряженных ионов. К этому типу приб­ лижаются, напр., М. галогенных солей щелочных ме­ таллов, существующие в газовой фазе ( C s F , NaCl и др.). Д л я комплексных соединений характерно, что в них, помимо обычного взаимодействия м е ж д у заря­ дами ионов и электрич. диполями М., в образовании •связей в сложной М. важную роль может играть т. н. донорно-акцепторное взаимодействие, осуществляю­ щее одну из форм координационной связи и по своей природе близкое к ковалентной связи. Связь между двумя атомами в М., осуществляемая одной парой электронов, наз. простой. Между много­ валентными атомами могут возникать кратные связи: двойные и тройные, обусловленные соответственно двумя и тремя парами электронов. П о мере увеличе­ ния кратности прочность&связи м е ж д у одними и теми ж е атомами возрастает и соответственно этому сокра­ щаются длины связей (т. е. равновесные расстояния между ядрами непосредственно связанных атомов). Так, напр., энергия разрыва простой связи С—С в этане равна 83 ккал/моль, тогда как энергия разрыва двойной С—С связп в этилене составляет приблизи­ тельно 140 ккал/моль. Длина простой связи С—С (пре­ дельные углеводороды) равна 1,54А, а двойной связи С = С (этилен)—1,33 А. М., в к-рых имеются две или нес­ колько двойных связей, чередующихся с простыми, как, напр., в гексатриене Н С ^ С Н — С Н ^ С Н — С Н = С Н , наз. М. с сопряженными связями. Благодаря взаимо­ действию двойных связей распределение электрон­ ной плотности в них у ж е не отвечает простой структур­ ной ф-ле. Это несоответствие проявляется особенно резко в случае ароматич. соединений. Н а п р . , обычная •структурная ф-ла бензола не передает истинного рас­ пределения электронов в его М., т. к. в действитель­ ности связи м е ж д у всеми атомами С равноценны и М. имеет ось симметрии шестого порядка. Р а з м е р ы и форма м о л е к у л . Размеры молекулы приближенно можно определить при по­ мощи числа Авогадро, если известны молекулярный вес и плотность вещества. Взяв одну грамм-молекулу к.-л. вещества (напр., 18 г воды), заключающую в себе 6,02-10 М. (число Авогадро), и поделив объем, за­ нимаемый этим количеством вещества, на число М., можно найти объем, приходящийся на одну М. В слу­ чае жидкостей (и молекулярных кристаллов) можно приближенно принять, что найденный объем равен объему М. Д л я воды этот объем равен: 2 2 23 зывают измерения, произведенные при помощи раз­ личных методов, линейные размеры большинства простых М. имеют такой ж е порядок величины. Д л я каждой устойчивой М. существует такое взаим­ ное расположение образующих ее атомов, которое отвечает минимуму потенциальной энергии М. Это расположение атомов соответствует равновесной кон­ фигурации М., определяющей ее форму и размеры, т. е. геометрию М. Основными экспериментальными методами исследования геометрия, конфигурации М. с л у ж а т рентгено- и электронография, а также нейтро­ нография, молекулярная спектроскопия и ядерный магнитный резонанс. П р и пользовании этими мето­ дами обычно привлекаются также химич. данные о последовательности связи атомов в М. Геометрия М. однозначно определяется, если из­ вестны длины связей М. и углы м е ж д у связями (ва- 18 см = 2 9 , 7 - 1 0 ~ с м , откуда диаметр М. равняет­ 6,02 10 ся ? / 2 9 , 7 - 1 0 с-3-10см или ЗА. К а к пока­ 3 2 4 3 ; лентные углы). Так, напр., в М. воды Н — О — Н длина каждой связи в О—Н равна 0,9584 А и валентный угол м е ж д у ними равен 104°27&. Форма и размеры М. определяются в основном строением электронной обо­ лочки образующих ее атомов и взаимным влиянием п о ­ следних. Форма многоатомных М. весьма р а з н о о б ­ разна. Во многих случаях они обладают той или иной симметрией (см. Симметрия молекул). В М. нек-рых веществ атомы расположены линейно, напр. в аце­ тилене Н — С = С — Н , в двуокиси углерода 0 = ± С = 0 и д р . Однако большинство трехатомных М. имеет тре­ угольную форму, напр. М. воды Н 0 , сероводорода H S , озона Оз и д р . Многие М. построены пи­ рамидально. Сюда относятся, на­ пример, М. аммиака ГШз, к-рая представляет собой трехгранную равнобедренную пирамиду. Пяти­ валентный фосфор РС1 , соеди­ няясь с пятью атомами галогена, дает М. в виде тригональной б и пирамиды (рис. ^ . Ч е т ы р е х в а л е н т ­ ный атом углерода в предельных Рис. 1. Uxi ма моле­ углеводородах, напр. в метане кулы пятихлористого фосфора РС1 . С Н 4 , образует связи, направлен­ ные к вершинам тетраэдра, причем углы м е ж д у свя­ зями равны 109°28& (рис. 2). Если в метане нек-рые атомы водорода заместить другими атомами и л и атом­ ными г р у п п а м и , т о на­ блюдается небольшое искажение тетраэдра. Е ели в вершинах те­ траэдра находятся че­ тыре различных атома (как, н а п р . , в М. ви­ да C H X Y Z , имеющей так наз. асимметрич­ ный атом углерода), то для такого соединения существуют два про­ странственных изоме­ Рис. 2. Модель молекулы метана СН а— изображен­ ра (поскольку суще­ ные : в виде атомы Н , отодвинуты шариков, ствуют два различных от центрального атома С вдоль способа расположения линии связей, благодаря чему располо­ в пространстве четы­ видно их —тетраэдрич. атомы Н жение; б атом С и рех атомов: Н , X , Y , Z, находятся на равновесных рас­ не переходящих один стояниях друг от друга; вслед­ ствие сильного перекрывания в другой ни при каких электронных оболочек их п е р ­ поворотах М., причем воначальная сферич. форма силь­ но искажена. один является зеркаль­ ным отображением другого. Такого рода изомерия приводит к .появлению активности оптической, т. е. обусловливает способность данного вещества вращать плоскость поляри­ зации света. 2 2 5 5 4 2 4 8 В олефиновых углеводородах, н а ­ пример этилене, н. н/ ч .н н каждый из атомов углерода связан с тремя соседними атомами, располо­ женными в одной плоскости с ато­ мами С, причем одна из этих связей (со вторым атомом углерода) двойная; углы м е ж д у связями равны 120°. В М. бензола (рис. 3) все 6 атомов углерода (и 6 атомов водорода) рас­ положены в одной плоскости и обра­ Рис. 3. Схема и модель молекулы зуют правильный шестиугольник. бензола С Н . Каждый из атомов С, так ж е как и в этилене, связан с тремя соседними атомами; однако, в отличие от этилена, к а ж д а я из связей СС не двойная, в в