Сравнение π-связей углерода и кремния
В задачах 1 и 2 понятие электроотрицательности используется для анализа прочности полярной связи AB и сравнения способности C и Si образовывать $\pi$-связи. Электроотрицательность тесно связана с энергией ионизации атомной орбитали и выражается в эВ. Для ответа потребуется теория невырожденных возмущений. Электроотрицательность — положительное число; оно наибольшее у атома с большой энергией ионизации.
Ненасыщенность, то есть существование устойчивых кратных связей, чрезвычайно важна для химии углерода. У кремния кратные связи встречаются сравнительно редко, хотя валентные оболочки C и Si одинаковы. Построим объяснение на основе теории молекулярных орбиталей. Рассмотрите этилен $\mathrm{H_2C{=}CH_2}$, все атомы которого лежат в плоскости $xy$. В равновесии гамильтониан Хюккеля для углеродных орбиталей $p_z$ равен $H_{\rm C-C}=\begin{pmatrix}-10.9&-0.8\\-0.8&-10.9\end{pmatrix}$.
Могут пригодиться следующие данные. Электроотрицательности кремния и углерода равны 1,90 эВ и 2,55 эВ, атомные радиусы — 1,46 Å и 0,91 Å соответственно.
A. Рассмотрите молекулы $\mathrm{H_2Si{=}SiH_2}$ и $\mathrm{H_2Si{=}CH_2}$ при их равновесных геометриях. Из приведённых восьми матриц одна описывает гамильтониан орбиталей $p_z$ первой молекулы, другая — второй. Какие это матрицы? Обоснуйте ответ.
B. С учётом ответа на A как, по-вашему, прочности $\pi$-связей в этих двух молекулах соотносятся с прочностью $\pi$-связи в этилене? Обоснуйте ответ.
Предложить решение
Войти, чтобы отправить материал.