Страница пересобрана: 05:10 12.08.2018
[d | an-b-bro-fr-hr-l-m-med-mi-mu-ne-o-ph-r-s-sci-sp-tran-tv-x | bg-vg | au-tr | a-aa-c-fi-jp-rm-tan-to-vn | gf | azu-dn-hau-ls-ma-maid-me-mo-p-sos-t-w | misc-vnd | stat ]
[Burichan] [Futaba] [Gurochan] - [Архив - Каталог] [Главная]

[Назад]
Ответ
Файл: 1531925226359.png -(2 KB, 297x170, images.png)
2 No.34336  

Привет, Перельман.
Появилась необходимость разобраться в реальных процессах, стоящих за химической связью.
Собственно, в химии используется такой термин, как степень окисления, для описания зарядов на ионах. Если я правильно понял, он примерно соответствует реальности, при ионной связи, но при ковалентной не имеет никакого смысла, и интегрирование заряда в атомной сфере не даст ничего даже отдалённо похожего на формальное значение.

В связи с этим вопрос: как понять, что атом "изменил степень окисления", что меняется в реальном мире и не являются ли это состояния эквивалентными?

>> No.34337  

>>34336
Ну хотя бы википедию почитай, там довольно адекватно написано.

>В связи с этим вопрос: как понять, что атом "изменил степень окисления"

Что ты хочешь услышать? Формальное описание, экспериментальное определение или еще что-то?

>что меняется в реальном мире

Ну таки распределение электронов и меняется. Можно посчитать электронные плотности и т.п. Соответственно меняется "сродство" к электрону в кавычках, потому что формально сродство к нейтральным атомам относится, но такого типа характеристику можно дать и атомам в соединении, может измениться гибридизация атома в соединениях с проистекающими последствиями, спектральные характеристики и так далее, и так далее.

>и не являются ли это состояния эквивалентными?

Эти? В смысле С+2 и С+4? Если ты это имел ввиду, то категорически нет.
То, что по факту там и близко +2 а даже и +1 нет, не значит, что два состояния не отличаются. По химическим свойствам состояния с разными степенями окисления могут диаметрально разниться. Например V+2 восстанавливает водород из воды, а V+5 окисляет хлор из соляной кислоты.

Так что степень окисления — формальная, но удобная характеристика.

>> No.34339  

>>34337

>Что ты хочешь услышать? Формальное описание, экспериментальное определение или еще что-то

Скажем, формальное описание и строящая за ним физика. Понятно, что если система ведёт себя по другому при эксперименте, в ней что-то изменилось.

>Ну таки распределение электронов и меняется. Можно посчитать электронные плотности

Изменение всё равно будет значительно меньше единицы. Есть ли какой-нибудь способ связать это небольшое изменение заряда в атомной сфере со степенью окисления (на сколько значительным оно должно быть, чтобы атом вёл себя соответствующе)?
Гибридизация, по вики тоже не реальный процесс.

>Эти? В смысле С+2 и С+4? Если ты это имел ввиду, то категорически нет

Не обязательно, я имел ввиду общий случай. Но да, я понял, что степени окисления описывают разные состояния системы, спасибо. Осталось понять чем они различаются.

>> No.34340  

>>34339

>формальное описание и строящая за ним физика

Формально стоит отталкиваться от валентности, она более строго и внятно может быть определена как количество двухэлектронных связей, которые может образовать атом. Дальше смотришь у какого из атомов в связи больше электроотрицательность и приписываешь соответствующие знаки.

>Есть ли какой-нибудь способ связать это небольшое изменение заряда в атомной сфере со степенью окисления (на сколько значительным оно должно быть, чтобы атом вёл себя соответствующе)?

Количественной связи, наверное, нет. Может быть можно составить ряды типа больще-меньше. Взять CO2, CCl4 и СF4 — степень окисления углерода везде одинакова, но распределение заряда разное.

>Гибридизация, по вики тоже не реальный процесс.

Формальное описание слишком упрощено, но сам результат — то, что соединения атомов с разной гибридизацией принимают разные конфигурации, вполне реально.

>Осталось понять чем они различаются.

Чем тебя электронная плотность не устраивает? Причем лучше рассматривать сумму по отдельным связям.

>> No.34341  

>>34339
Кванты описывают. Первая работа посвященная этому это работа Лондона по атому водорода.

>> No.34342  

>>34340
Меня в принципе устраивает определение в рамках электронной плотности, но мне крайне не нравится, что фактически, если ты прав, то даже если рассчитать электронную плотность, мы ничего не можем сказать о степени окисления, т.е. о том, как вещество поведёт себя в эксперименте. Более того, ab inito мы даже не сможем отличить разные состояния атома, не проведя эксперимента для этого конкретного вещества.

Думаю, для науки было бы полезно, если можно было бы получать эти данные из электронной плотности.

>> No.34343  

>>34342

>даже если рассчитать электронную плотность, мы ничего не можем сказать о степени окисления, т.е. о том, как вещество поведёт себя в эксперименте. Более того, ab inito мы даже не сможем отличить разные состояния атома, не проведя эксперимента для этого конкретного вещества.

Нет, из того, что суммарная электронная плотность на атоме не соотносится однозначно со степенью окисления, не следует тобою сказанного.
Посчитав для каждой связи распределение электронной плотности мы таки сможем посчитать формальную степень окисления атома целиком, так что различить состояния мы сможем. Это обратное неверно ну, то есть позволяет приблизительно судить.

>> No.34344  

>>34342
Что ты имеешь ввиду под "состоянием атома"? В молекулах атомы уже не независимые частицы, и молекулу характеризуют молекулярные орбитали.

Но подход основанный на электронной плотности тоже есть. Называется "Байдеровский анализ". Есть целая книга посвященная этому, сейчас модная тема.

>> No.34345  

>>34343

>Посчитав для каждой связи распределение электронной плотности мы таки сможем посчитать формальную степень окисления атома целиком, так что различить состояния мы сможем

Тут я тебя не совсем понял. Как можно посчитать электронную плотность для отдельной связи? И как её суммирование даст степень окисления, если интегрирование по всему атому не даёт?

>>34344

>Что ты имеешь ввиду под "состоянием атома"? В молекулах атомы уже не независимые частицы, и молекулу характеризуют молекулярные орбитали.

Что изменяется, когда атом меняет степень окисления, при том же химическом составе.

>Но подход основанный на электронной плотности тоже есть. Называется "Байдеровский анализ". Есть целая книга посвященная этому, сейчас модная тема.

Эм... А о каких ещё зарядах мы всё это время говорили?

>> No.34346  

>>34345

>Как можно посчитать электронную плотность для отдельной связи?

Ну вообще это приближенный подход, через МО ЛКАО.

>И как её суммирование даст степень окисления, если интегрирование по всему атому не даёт?

Для каждой отдельной связи смотрят, куда смещена электронная плотность, на основании этого приписывают заряд в ионном приближении, затем суммируются заряды атома по всем связям. Интегрирование по атому тоже, кстати, не совсем корректно так говорить, наверное, выше правильно заметили насчет молекулы целиком не позволит различить случаи, когда, скажем, атом образует две связи с большой поляризацией (формальная степень окисления +2) или четыре с меньшей (формальная степень окисления +4).
Разберись с валентностью, это первичное понятие по отношению к степени окисления.

>> No.34347  

>>34345
Часто молекула просто теряет электрон. Теряет она с молекулярной орбитали. Да, где-то плюса будет чуть больше, где-то чуть меньше.

>> No.34348  

>>34346

>Ну вообще это приближенный подход, через МО ЛКАО

Т.е. если использовать эти функции в дфт, то можно посмотреть плотность на орбитали? Окей, большое спасибо, думаю это ответ на вопрос. Я почитаю об этом методе и подумаю как его реализовать.

>тоже, кстати, не совсем корректно так говорить, наверное, выше правильно заметили насчет молекулы целиком

Вполне корректно, тот же самый анон упомянул метод Бадера, который существует именно для того, чтобы проводить границу между атомами в веществе. Если интегрировать по молекуле, очевидно получится ноль или около того.

>> No.34349  

>>34348

>чтобы проводить границу между атомами в веществе

Этих границ можно много напроводить. Но так да.

>Т.е. если использовать эти функции в дфт, то можно посмотреть плотность на орбитали?

Можно, на МО, по ним можно видеть распределение.

>> No.34373  

>>34336
simple.wikipedia.org ?



Удалить сообщение []
Пароль
[d | an-b-bro-fr-hr-l-m-med-mi-mu-ne-o-ph-r-s-sci-sp-tran-tv-x | bg-vg | au-tr | a-aa-c-fi-jp-rm-tan-to-vn | gf | azu-dn-hau-ls-ma-maid-me-mo-p-sos-t-w | misc-vnd | stat ]
[Burichan] [Futaba] [Gurochan] - [Архив - Каталог] [Главная]