Электронное строение пиррольного атома азота. Соединения азота

Азот в природеВ воздухе
1%
21%
азот
кислород
углекислый газ,
инертные газы
78%
04.02.2018
Карташова Л.А.

Круговорот азота в природе

Свойства азота

Свойства азота

Оксиды азота

Аммиак

Получение аммиака в промышленности

10. Получение аммиака в лаборатории

11. Использование аммиака в народном хозяйстве

12. Азотная кислота

13. Химические свойства азотной кислоты

14. Химические свойства азотной кислоты

15. Соли азотной кислоты

16. Вставьте пропущенные слова

17. Распределите соединения азота по классам неорганических соединений

18. Источники информации

В молекуле пиридина имеет место p,p-сопряжение. Пиридиновый азот из-за большей электроотрицательности по сравнению с углеродом смещает к себе единую p-электронную плотность, в целом понижая электронную плотность ароматического кольца. Поэтому такие системы с пиридиновым азотом называют p-недостаточными.

При замене фрагмента - СН = СН – на > NН возникает пятичленный цикл – пиррол

1. Молекула пиррола имеет циклическое строение.

2. Все атомы углерода в цикле находятся в sp 2 -гибридизации, атом азота также sp 2 -гибридизацию, при этом атом азота поставляет в единое p-электронное облако двухэлектронную Р z -орбиталь.

3. Общая π-электронная плотность пиррола включает в себя 4n+2 = 6 р-электронов

В молекуле пиррола имеет место р,p-сопряжение. Системы, имеющие пиррольный азот называют p-избыточными или суперароматическими системами. Наличие такой системы сильно влияет на реакционную способность пиррола.

В природных соединениях ароматический пиррольный цикл часто встречается в различных многоядерных соединениях, из которых наиболее важное значение имеет порфиновое ядро, входящее в состав гемоглобина и хлорофилла.

Сопряженная система из 26 р-электронов (11 двойных связей и 2 неподеленные пары электронов пиррольных атомов. Большая энергия сопряжения (840 Кдж) свидетельствует о высокой стабильности порфина.

Понятие ароматичности распространяется не только на нейтральгные молекулы, но и на заряженные ионы. _

При замене фрагмента – СН=СН – в бензоле на – СН возникает карбоциклический – циклопентадиенил анион, относящийся к небензоидной структуре. Циклопентадиенил ион входит в состав лекарственного препарата ферроцена (дициклопентадиенил железо) и природного соединения азулена.

Циклопентадиенил анион образуется при отщеплении протона от циклопентадиена-1,3.

Рассмотрим критерии ароматичности для циклопентадиенил аниона:

1) соединение циклическое

2) все атомы углерода имеют sp 2 - гибридизацию

Ферроцен относится к сандвичеобразным металлоорганическим соединениям (стимулирует процессы кроветворения и применяется при железодефицитных анемиях.

Циклогептатриенил катион (тропилий катион) образуется из циклогептатриена-1,3,5 при отщеплении гидрид иона.

Тропилий катион - правильный семиугольник. Ароматический секстет образован перекрыванием 6-одноэлектронных и одной свободной р z -орбиталью.

Рассмотрим критерии ароматичности для тропилий катиона:

1) Соединение циклическое

2) Все атомы углерода имеют sp 2 - гибридизацию

3) Общая π-электронная система включает в себя 4n + 2 = 6 р-электронов

«Строение атома и атомного ядра» - Протоны и нейтроны. Примеры электронных формул атомов. Изображение электронных орбиталей. Расчёт числа протонов, нейтронов и электронов. Атом и ядро. Уровни, подуровни и орбитали. Выберите правильный ответ. Цели. Нахождение электрона в атоме. Контролирующие материалы. Напишите электронную формулу. Открытие ядра.

«Строение ядра атома» - Атом нейтрален, т.к. заряд ядра равен общему заряду электронов. Вокруг ядра движутся электроны. 1919 г. Резерфорд исследовал взаимодействие - частиц с ядрами атомов азота. Фольга из исследуемого металла. СОДЕРЖАНИЕ 1 модуль 1. Строение атома. Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом и обозначается А.

«Состав ядра атома» - Ядро атома химического элемента. График удельной связи нуклонов в ядре. Заряд ядра. Схема опытов Резерфорда. Размеры атомных ядер. Открытие протона. Число нейтронов в ядре атома. Ядерные силы. Свойства ядерных сил. Протон и нейтрон. Дефект массы. Формула для нахождения энергии связи. Плотность ядерного вещества.

««Строение ядра» физика» - Сколько нуклонов содержат ядра. Ядро гелия. Зарядовое число. Новый элемент. Строение атомного ядра. Познакомиться с историей открытия нейтрона. Изотопы. Частица, которая не имеет заряда. Протонно-неитронная модель атомного ядра. Определите нуклонный состав ядра. Нейтрон. Богатырь с короткими руками.

«Состав атомного ядра» - План урока. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ – силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны в ядре. Короткодействующие (r = 2,2 * 10-15 м). СВОЙСТВА Являются только силами притяжения. Зарядовое число равно заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах. Не зависят от наличия заряда. Ядерные силы. Массовое число.

«Строение атомного ядра» - М -массовое число - масса ядра, число нуклонов, количество нейтронов М-Z. Радиоактивность - доказательство сложного строения атомов. Цепная ядерная реакция. Прав ли был Прометей, давший людям огонь? Деление атомного ядра. Счетчик Гейгера Камера Вильсона. Строение атомного ядра. Повторительно-обобщающий урок

Задача 880.
Привести примеры соединений азота, в молекулах которых имеются связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.
Решение:
Связь по донорно-акцепторному механизму (координационная связь) образуется за счёт обобществления электронной пары одного атома (донор) и вакантной орбитали другого атома (акцептор). Несвязывающая электронная пара атома азота способна с ионом водорода, имеющим свободную атомную орбиталь , образовывать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму. Так образуется катион аммония NH 4 + из молекулы аммиака и иона водорода:

В результате образования донорно-акцепторной связи несвязывающая электронная пара атома азота становится связывающей, образуется четыре связи между одним атомом азота и четырьмя атомами водорода:

Все четыре связи равнозначны и по длине, и по энергии.

Такая связь идентична ковалентной связи, образованной по обычному механизму, обобществлению неспаренных электронов двух атомов.

У аммиака и его производных, за исключением тригалогенидов азота, сильно выражена электроно-донорная способность. Поэтому аммиак, также практически все соединения, имеющие аминогруппы и группы: являются N-донорными лигандами, образующими комплексные соединения с катионами многих металлов. Имеются комплексы со следующими группами: глицианат-ион : глицилглицилцианат-ион : , этилендиамин: диэтилентриамин :

и др.. Связь в комплексных соединениях можно объяснить координационной связью между несвязывающими электронными парами атома азота лиганда и свободными орбиталями атома комплексообразователя, например, Cl 2 , Cl 2 и др. В аммиаке Н 3 и аминах как производных аммиака. Атом азота может образовывать координационную связь, например: хлорид аммония NH 4 Cl, гидроксид метиламмония CH 3 -NH 3 -OH, иодид тетраметиламмония (CH 3) 4 NI, гидроксид тетраэтиламмония (С 2 Н 5) 4 NOH, гидроксид аммония NH 4 OH, хлорид фениламина С6Н5NH3+Cl. Некоторые

производные аммиака, например: гидразин: , гидроксиламин: , а также хлорид гидразония N 2 H 5 Cl (+1), гидроксид гидразония N 2 H 5 (ОН) 2 (+2), гидроксид гидроксиламмония OH, гидроксид гидразония (+2) N 2 H 6 (OH) 2 , хлорид гидразония (+2) N 2 H 6 Cl 2 , хлорид гидроксиламмония NH 3 OHCl.

Задача 881.
Описать электронное строение молекулы N 2 с позиций методов ВС и МО.
Решение:

а) Электронное строение молекулы N 2 с позиций метода валентных связей

Атом азота на внешнем электронном слое содержит два спаренных электрона на 2s-подуровне и три неспаренных электрона на 2р-подуровне, по одному на каждой 2р-орбитали. Между двумя атомами азота образуется ковалентная связь тремя электронными парами за счёт спаривания трёх неспаренных электронов каждого атома. Спаренные электроны 2s-орбиталей каждого атома азота не участвуют в образовании связей. Поэтому молекулу N 2 в соответствии с теорией валентных связей можно изобразить как имеющую несвязывающие электронные пары у каждого атома азота: - = - , но в действительности электронная плотность сосредоточена в основном между атомами. Молекула N 2 имеет линейное строение. Так как атомы азота в молекуле N 2 одинаковы, то дипольный момент молекулы равен нулю.

б) Электронное строение молекулы N 2 с позиций метода Молекулярных орбиталей

Электронное строение молекулы N 2 можно объяснить с позиций метода молекулярных орбиталей.

С позиций метода МО электронное строение молекулы N 2 можно представить так:

Молекула имеет электронную конфигурацию:

KK(σ}