Методика проведения расчетов

Основные этапы решения задания

I. Рассчитайте значения компонент химической связи для своего варианта.

II. Рассчитать длины и энергии связей соответствующего варианта.

III. Определить, какие из связей вашего варианта характерны для молекулярных (дискретных) веществ, и определите энергию их межмолекулярного взаимодействия.

Последовательность выполнения расчетного задания

1. Получите у преподавателя свой вариант задания из раздела 6.5.

2. Ознакомьтесь с теорией и методами оценки основных компонент химических связей, их энергии и длины, а также уровня межмолекулярного взаимодействия.

3. Для расчета компонент гомоядерных связей используйте формулы (1), (2), (3), (6), а гетероядерных связей – формулы (4), (5), (8) – (15)

4. Для расчета длин гетероядерных связей используйте формулу Шомэкера-Стивенсона (16), а для гомоядерных связей – её «упрощенный» вариант (17).

5. Для расчета межъядерного расстояния используйте формулу (18)

6. Для расчета энергии гомоядерных связей используйте формулы (19), (20)

7. Для расчета энергии гетероядерных связей используйте формулу (21)

8. На основании преобладания ковалентной компоненты над другими определите, какие из типов связей вашего варианта характерны для молекулярных веществ и определите для них энергию межмолекулярного (ван-дер-ваальсового) взаимодействия для тех молекул, которые имеют необходимые для расчета по формуле (23) характеристики, приведенные в приложении 4.

9. Сведите все полученные данные в общую таблицу и проанализируйте полученные результаты.

Таблица 1. Общая характеристика химических связей, типа химических

веществ – молекулярных и немолекулярных – и энергии межмолекулярного взаимодействия в первых

Варианты заданий

5.1. Комбинированный вариант

Вариант оценки межмолекулярных ван-дер-ваальсовых (ВДВ) взаимодействий

1. Рассчитайте ВДВ энергию у данных молекул. Как она в целом изменяется в этом ряду? С чем связаны эти изменения?

2. Какое из представленных веществ обладает наибольшей ВДВ энергией? Почему?

3. Может ли уравнение Лондона (22) быть использовано для точного расчета ВДВ энергии? Если может, то при каких условиях и почему?

4. Из каких энергий складывается полная ВДВ энергия? Охарактеризуйте каждую из них.

5. Чем отличаются дисперсионная (Е^D), ориентационная (Е^C) и индукционная (Е^I) энергии ВДВ между собой?

6. Какую из энергий: ВДВ Е^D, Е^I или Е^C - можно назвать универсальной? Почему?

7. Как вы думаете, можно ли назвать ВДВ энергию остаточной или вторичной от энергии химических связей, а ее в свою очередь остаточной от энергии связей в ядре? Почему?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

УТОЧНЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ Х ЭЛЕМЕНТОВ

© Сироткин О. С., Трубачева А. М., 2004г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Н	Значения ковалентных (RK), и металлических (RM) радиусов элементов	He
0,37	0,32
0,46	0,90
Li	Be	Символ элемента - Ge	B	C	N	O	F	Ne
1,34	1,07	(RК) ковалентный радиус - 1,22	0,89	0,77	0,75	0,73	0,71	0,69
1,57	1,12	(RМ) металлический радиус 1,37	0,98	0,92	0,71	0,66	0,71	1,60
Na	Mg		Al	Si	P	S	Cl	Ar
1,54	1,45		1,18	1,14	1,10	1,03	0,99	0,97
1,91	1,60		1,43	1,32	1,20	1,04	0,994	1,95
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
1,95	1,74	1,44	1,33	1,23	1,18	1,17	1,17	1,16	1,15	1,20	1,27	1,26	1,22	1,21	1,17	1,14	1,10
2,35	1,97	1,64	1,47	1,35	1,29	1,26	1,26	1,25	1,25	1,28	1,37	1,48	1,37	1,30	1,19	1,142	2,12
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
2,11	1,91	1,62	1,47	1,34	1,30	1,27	1,25	1,25	1,28	1,34	1,48	1,44	1,40	1,41	1,36	1,33	1,30
2,50	2,15	1,82	1,60	1,47	1,40	1,35	1,35	1,34	1,37	1,44	1,52	1,62	1,58	1,50	1,43	1,37	2,20
Cs	Ba	La	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
2,25	1,98	1,69	1,47	1,34	1,30	1,28	1,26	1,27	1,30	1,36	1,51	1,48	1,47	1,47	?	?	?
2,72	2,24	1,87	1,59	1,47	1,41	1,37	1,35	1,36	1,39	1,44	1,57	1,76	1,75	1,70	1,67	?	?
Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Примечание: знак вопроса обозначает, что данные по радиусам этих элементов не были найдены;
?	?	1,71	1,65	1,58	1,42
2,80	2,35	2,03	1,80	1,62	1,53