Что является донором электронов для металлов

Химические связи

Химическая связь — связь между атомами в молекуле или молекулярном соединении, возникающая в результате переноса электронов с одного атома на другой, либо обобществления электронов для обоих атомов.

Различают несколько типов химических связей: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

Ковалентная связь ( лат. со — совместно + valens — имеющий силу)

Ковалентная связь возникает между двумя атомами по обменному механизму (обобществление пары электронов) или донорно-акцепторному механизму (электронов донора и свободной орбитали акцептора).

Ковалентной связью соединены атомы в молекулах простых веществ (Cl2, Br2, O2), органических веществ (C2H2), а также, в общем случае, между атомами неметалла и другого неметалла (NH3, H2O, HBr).

Если атомы, образующие ковалентную связь, имеют одинаковые значения электроотрицательности, то связь между ними называется ковалентной неполярной связью. В таких молекулах нет «полюса» — электронная плотность распределяется равномерно. Примеры: Cl2, O2, H2, N2, I2.

Если атомы, образующие ковалентную связь, имеют разные значения электроотрицательности, то связь между ними называется ковалентной полярной. В таких молекулах имеется «полюс» — электронная плотность смещена к более электроотрицательному элементу. Примеры: HCl, HBr, HI, NH3, H2O.

Ковалентная связь может быть образована по обменному механизму — обобществлению электронной пары. В таком случае каждый атом «одинаково» вкладывается создание связи. Например, два атома азота, образующие молекулу N2, отдают по 3 электрона с внешнего уровня для создания связи.

Существует донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, при котором один атом выступает в качестве донора неподеленной электронной пары. Другой атом не тратит свои электроны, а только лишь предоставляет орбиталь (ячейку) для этой электронной пары.

Рекомендую выучить список веществ, образованных по донорно-акцепторному механизму:

  • NH4 + — в ионе аммония
  • NH4 + Cl, NH4 + Br — внутри иона аммония во всех его солях
  • NO3 — — в нитрат ионе
  • KNO3, LiNO3 — внутри нитрат иона во всех нитратах
  • O3 — озон
  • H3O + — ион гидроксония
  • CO — угарный газ
  • K[Al(OH)4], Na2[Zn(OH)4] — во всех комплексных солях есть хотя бы одна ковалентная связь, возникшая по донорно-акцепторному механизму

Ионная связь

Ионная связь — один из видов химической связи, в основе которого лежит электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными ионами.

В наиболее частом случае ионная связь образуется между типичным металлом и типичным неметаллом. Примеры:

Большой подсказкой служит таблица растворимости, ведь все соли имеют ионные связи: CaSO4, Na3PO4. Даже ион аммония не исключение, между катионом аммония и различными анионами образуются ионные связи, например в соединениях: NH4I, NH4NO3, (NH4)2SO4.

Часто в химии встречаются несколько связей внутри одной молекулы. Рассмотрим, например, фосфат аммония, обозначив тип каждой связи внутри этой молекулы.

Металлическая связь

Металлическая связь — вид химической связи удерживающая вместе атомы металла. Этот тип связи выделен отдельно, так как его отличием является наличие высокой концентрации в металлах электронов проводимости — «электронного газа». По природе металлическая связь близка к ковалентной.

«Облако» электронов в металлах способно приходить в движение под различным воздействием. Именно оно является причиной электропроводности металлов.

Водородная связь

Водородная связь — вид химической связи, образующийся между некоторыми молекулами, содержащими водород. Одна из наиболее частых ошибок считать, что в самом газе, водороде, имеются водородные связи — это вовсе не так.

Водородные связи возникают между атомом водорода и другим более электроотрицательным атомом (O, S, N, C).

Необходимо осознать самую важную деталь: водородные связи образуются между молекулами, а не внутри. Они имеются между молекулами:

  • H2O
  • NH3
  • HF
  • Органических спиртов: С2H5OH, C3H7OH
  • Органических кислот: CH3COOH, C2H5COOH
Читайте также:  Тугоплавкие металлы имеют температуру плавления выше

Отчасти за счет водородных связей наблюдается то самое исключение, связанное с усилением кислотных свойств в ряду галогеноводородных кислот: HF → HCl → HBr → HI. Фтор является самым ЭО-ым элементов, сильно притягивает к себе атом водорода другой молекулы, что снижает способность кислоты отщеплять водород и снижает ее силу.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Донорами электронов могут являться металлы переменной валентности

Наиболее химически активным соединением является гидроксильный радикал — сильнейший окислитель. Время его жизни очень короткое (1 миллиардная доля секунды), но за это время он мгновенно вступает в цепные окислительные реакции в месте своего образования.

Супероксиданион и перекись водорода — более стабильные вещества, могут диффундировать от места образования, проникать через мембраны клеток.

Гидроксильный радикал может вызывать неферментативное окисление аминокислотных остатков в белке (гистидина, цистеина, триптофана) — так могут инактивироваться многие ферменты, нарушается работа транспортных белков, происходит нарушение структуры азотистых оснований в нуклеиновых кислотах — страдает генетический аппарат клеток. Окисляются жирные кислоты в составе липидов клеточных мембран — нарушаются физико-химические свойства мембран — проницаемость, рецепторная функция, работа мембранных белков.

Особенностью реакций с участием гидроксильных радикалов является их цепной характер (гидроксильный радикал не исчезает, а передается).

Активные формы кислорода опасны для клетки, поэтому существуют защитные механизмы (например, в фагоцитах количество образовавшейся перекиси водорода увеличивается только в момент фагоцитоза). Инактивация активных форм кислорода в клетках происходит под действием антиоксидантной системы.

Цитохром Р450 – гемопротеин, содержит простетичесую группу – гем, и имеет участки связывания для О2 и субстрата (ксенобиотика). Молекулярный О2 в триплетном состоянии инертен и не способен взаимодействовать с орган соединениями. Чтобы сделать О2 реакционоспособным необходимо его превратить в синглетный, используя ферментные системы его восстановления (моноксигеназная система).

15 Углеводами называются альдегиды или кетоны многоатомных спиртов или их производных.

Углеводы классифицируются на:

1. моносахариды – не подвергаются гидролизу:

— триозы (глицеральдегид, диоксиацетон);

— пентозы (рибоза, дезоксирибоза, рибулоза, ксилуоза);

— гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза).

2. олигосахариды – состоят из 2–12 моносахаридов, соединенных между собой гликозидными связями (мальтоза – 2 глюкозы, лактоза – галактоза и глюкоза, сахароза – глюкоза и фруктоза);

— гомополисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка);

— гетерополисахариды (сиаловая кислота, нейраминовая кислота, гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота, гепарин).

Углеводы входят в состав клеток животных (до 2%) и растений (до 80%).

1. энергитическая. На долю углеводов приходится около 70% всей калорийности. Суточная потребность для взрослого человека – 400-500 г. При окислении 1 г углеводов до воды и углекислого газа выделяется 4,1 ккал энергии;

2. структурная. Углеводы используются как пластический материал для образования структурно-функциональных компонентов клеток. К ним относятся пентозы нуклеиновых кислот, углеводы гликопротеинов, гетерополисахариды межклеточного вещества;

3. резервная. Могут откладываться про запас в печени, мышцах в виде гликогена;

4. защитная. Гликопротеины принимают участие в образовании антител. Гетерополисахариды участвуют в образовании вязких секретов (слизи), покрывающих слизистые оболочки ЖКТ, дыхательных и мочеполовых путей. Гиалуроновая кислота играет роль цементирующего вещества соединительной ткани, препятствующего проникновению чужеродных тел;

5. регуляторная. Некоторые гормоны – гликопротеины (гипофиза, щитовидной железы);

6. участвуют в процессах узнавания клеток (сиаловая и нейраминовая кислоты);

Читайте также:  Способы механической обработки металлов резанием

7. определяют группу крови, входя в состав оболочек эритроцитов;

8. участвуют в процессах свертываемости крови, входя в состав гликопротеинов крови, фибриногена и протромбина. Так же предупреждает свёртываемость крови, входя в состав гепарина.

Строение углеводов

Моносахариды — производные многоатомных спиртов, содержащие карбонильную группу. В зависимости от положения в молекуле карбонильной группы моносахариды подразделяют на альдозы и кетозы.

Альдозы содержат функциональную альдегидную группу -НС=О, тогда как кетозы содержат кетонную группу >С=О. Название моносахарида зависит от числа составляющих его углеродных атомов, например альдотриозы, кетотриозы, альдогексозы, кетогексозы и т.д.

Моносахариды по строению можно отнести к простым углеводам, так как они не гидролизуются при переваривании, в отличие от сложных, которые при гидролизе распадаются с образованием простых углеводов. Строение основных представителей моносахаридов показано на рис. 7-1.

В пище человека (фрукты, мёд, соки) содержится небольшое количество моносахаридов, в основном глюкоза и фруктоза.

Источник

Донор электронов

21.05.2021, 12:13 Бактерии
Автор: Дарья Куликова

Донор электронов – соединение (вещество или молекула), отдающее электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции (редокс-реакции). Кроме того, в окислительно-восстановительных реакциях принимает участие акцептор электронов Акцептор электронов – соединение (молекула), принимающее электроны в ходе о. .

Например, пурпурные серные бактерии семейства Chromatiaceae для восстановления CO2 в органическое вещество, в качестве донора электронов Донор электронов – соединение (вещество или молекула), отдающее электроны в ходе. используют сероводород (H2S).

Самостоятельное существование электронов не возможно. Отделяясь от молекул-доноров, они немедленно присоединяются к молекулам способным их присоединить ( акцепторам электронов Акцептор электронов – соединение (молекула), принимающее электроны в ходе о. ). Установлено, что донором электроном предельно окисленное вещество являться не может.

В процессе биологического окисления обычно совершается одновременный перенос сразу двух электронов. При этом от субстрата-донора отщепляется два протона водорода (H + ). Данный способ окисления носит называют «дегидрирование». Именно по этой причине термины «донор водорода» и «донор электронов» очень часто употребляются как синонимы.

В качестве донора электронов Донор электронов – соединение (вещество или молекула), отдающее электроны в ходе. микроорганизмы способны использовать как органические (органотрофы), так и неорганические (литотрофы) соединения.

Источник

Донорно-акцепторные комплексы

Вы будете перенаправлены на Автор24

Донорная связь

При образовании обычных ковалентных связей некоторые элементы (кислород, азот, фосфор, сера) используют не все внешние валентные электроны. У них на гибридных и негибридизованных орбиталях есть одна или более неподеленная электронная пара.

При взаимодействии заполненной двухэлектронной атомной орбитали такого гетероатома, который выступает донором пары электронов, с вакантной орбиталью атома с недостатком электронов — акцептор электронной пары, образуется новая ковалентная связь.

Донорно — акцепторная (координационная) связь — это ковалентная связь, образованная за счет электронной пары одного атома.

Донорно — акцепторная связь возникает в результате взаимодействия аминов с протонами кислот. Два электрона атома—донора в одинаковой степени относятся двум связанным атомам. В результате атом—донор приобретает положительный заряд. Появившаяся ковалентная связь (например, в ионе алкиламония), по свойствам будет идентична другим связям $N-H$, отличие состоит только в способе образования связи:

В результате образуется соль алкиламмония. Подобные «ониевые» соли появляются если донором пары электронов выступают атомы фосфора, серы, кислорода. Роль катиона могут выполнять протон, карбокатион, атом углерода, имеющий дефицит электронной плотности.

Образующаяся по донорно — акцепторному механизму связь $C-S$ в триметилсульфонийбромиде не отличается от других ковалентных связей $C-S$:

К донорно- акцепторному типу относятся связи в комплексных соединениях.

В таких соединениях донором пары электронов выступают:

гетероатом с неподеленной электронной парой ($n$-доноры);

$\pi $-электроны изолированной $\pi $-связи или системы $\pi $-связей ,

Роль акцепторов выполняют:

Читайте также:  Дать характеристику металлу алюминий по плану

ионы металлов, содержащие вакантные оболочки;

молекулярные бром, иод (за счет расширения валентной оболочки);

электронодефицитные $\pi $-системы (соединения, в которых $\pi $-система или $\pi $-связь обеднены электронной плотностью в результате акцепторного влияния заместителей).

Готовые работы на аналогичную тему

Бензол-ион серебра (А), диоксан-триоксид серы (Б), металлоцены — $\pi $-комплексы ароматического циклопентадиенид-иона с ионами переходных металлов $(Co^<2+>, Fe^<2+>, Ni^<2+>)$. В ферроцене $(B)$ взаимодействие двух колец циклопентадиенид-ионов с ионом железа происходит в результате перекрывания связывающих $\pi $- молекулярных орбиталей богатых электронной плотностью колец с вакантными $3d$ атомными орбиталями иона $Fe^<2+>$

Образование донорно — акцепторных комплексов. Трансанулярный эффект

При образовании донорно — акцепторных комплексов действуют силы, способные сблизить молекулы на расстояние , которое меньше ван-дер-ваальсовыхрадиусов. Если одно соединение имеет пустую низко находящуюся орбиталь, а другое соединение — заполненную несвязывающую орбиталь, то между ними возможно взаимодействие, в результате которого появляются прочные комплексы:

Так как органическое соединение с ковалентной связью имеет занятые (связывающие и несвязывающие) молекулярные орбитали, возникновение донорно — акцепторных комплексов становится общим явлением.

Появление комплекса между двумя первоначально кинетически независимыми молекулами связано с уменьшением энтропии. Следовательно, возможно, что донорно — акцепторное взаимодействие будет достаточно большим, если донорная и акцепторная группы расположены внутри одной молекулы и в результате особенностей молекулярной структуры сближены на расстояние, необходимое для осуществления такого взаимодействия.

Такой тип внутримолекулярного взаимодействия называется трансаннулярным эффектом.

Трансаннулярный эффект встречается у элементоорганических соединений атранов со связями типа $N: >M$, где $M=B$, $Si$ и др.

В соединениях баратран и силатран донорно — акцепторная связь показана стрелкой, направленной от азота к бору и от азота к кремнию. Структура молекул не является полностью цвиттерионной, содержащей фрагмент $N^+-M^-$, то есть связь не полностью ковалентная. Переход пары электронов от азота к атому элемента М является неполным. Поэтому донорно — акцепторные комплексы называют комплексами с переносом заряда (КПЗ).

КПЗ можно наблюдать спектрально, когда в результате фотовозбуждения происходит полный перенос заряда. Если раствор смеси донора и акцептора в видимом или ультрафиолетовом спектрах дают новую полосу, отсутствующую в спектрах растворов донора и акцептора, которые сняли порознь (полоса переноса заряда), то это служит доказательством образования комплекса с переносом заряда.

При донорно — акцепторном взаимодействии перенос заряда возможен только при тесном сближении донора и акцептора. Электроны переходят от донора к акцептору в результате перекрывания пустой орбитали акцептора с заполненной орбиталью донора. Между донором и акцептором в области перекрывания происходит «делокализация».

Донорно — акцепторное взаимодействие характерно для $\pi $-систем, электроны которых способны легко поляризоваться, а орбитали с легкость проникают одна в другую.

Сопряжение кратных связей является боковым донорно — акцепторным взаимодействием, которое ведет к переносу заряда, то есть к делокализации.

В результате донорно — акцепторного взаимодействия образуются $\pi $-комплексы.

Семиполярная связь

Семиполярная связь является разновидностью донорно — акцепторной связи. Атом — донор образует связь с нейтральным атомом, у которого не хватает двух электронов для завершения внешней оболочки.

Семиполярная связь образуется в $N$-оксидах при взаимодействии аминов с пероксидом водорода. Атом азота дает свою пару электронов для образования связи с атомом кислорода. Происходит перераспределение электронной плотности. На связанных атомах появляются разноименные заряды:

В результате взаимодействия третичного амина с пероксидом водорода образуется $N$-оксид третичного амина.

Семиполярная связь является совмещением ковалентной и ионной связей. Ее характерный признак — наличие противоположных зарядов на ковалентно связанных атомах.

Получи деньги за свои студенческие работы

Курсовые, рефераты или другие работы

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 31 05 2021

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector