трёхэлектронная связь в бензоле

[VTur]

О, блин!

Связевый путь (связывающий путь, кому интересно гуглите "Bond Path", вообще то общеизвестный термин) - это локальный подъем электронной плотности в межъядерной области, мостик электронной плотности между ядрами. Но никакому эрмитовому оператору он не отвечает.

[Chegevara]

Вот ссылка: https://ru.wikipedia.org/wiki/Молекулярный_граф
(ссылка не работает: википедия/молекулярный граф)

и цитата: "«Подчеркнём, что именно в теории Р. Бейдера [1] впервые нашла обоснование эмпирическая идея аддитивности, именно эта теория позволила придать строгий физический смысл целому ряду понятий классической теории химического строения, в частности, „валентному штриху“ (связевый путь) и структурной химической формуле (молекулярный граф).»[2]"

"Молекулярный граф — связный неориентированный граф, находящийся во взаимно-однозначном соответствии со структурной формулой химического соединения таким образом, что вершинам графа соответствуют атомы молекулы, а рёбрам графа — химические связи между этими атомами. Понятие «молекулярный граф» является базовым для компьютерной химии и хемоинформатики. Как и структурная формула, молекулярный граф является моделью молекулы, и как всякая модель, он отражает далеко не все свойства прототипа. В отличие от структурной формулы, где всегда указывается, к какому химическому элементу относится данный атом, вершины молекулярного графа могут быть непомеченными — в этом случае молекулярный граф будет отражать только структуру, но не состав молекулы. Точно так же рёбра молекулярного графа могут быть непомеченными — в таком случае не будет делаться различие между ординарными и кратными химическими связями. В некоторых случаях может использоваться молекулярный граф, отражающий только углеродный скелет молекулы органического соединения. Такой уровень абстрагирования удобен для вычислительного решения широкого круга химических задач.

Естественным расширением молекулярного графа является реакционный граф, рёбра которого соответствуют образованию, разрыву и изменению порядка связей между атомами."

Примечания
1 Бейдер Р. Атомы в молекулах. Квантовая теория. М.: Мир, 2001. — 532c. ISBN 5-03-003363-7
2 М. Ю. Антипин (член-корр РАН), В. Г. Цирельсон. Предисловие редакторов перевода. Бейдер Р. Атомы в молекулах. Квантовая теория. М.: Мир, 2001. стр. 6.

[Гесс]

Ой, вот спорить с VTurом по теории Бейдера это вы зря. Тем более на основе википедии.

[Chegevara]

Я и не думал спорить с VTurом, я так понимаю что цитата из Википедии подтверждает
слова VTurа, и "связевый путь" верно применять когда идет речь о реальной химической связи,
т.е. о связи в реально рассматриваемой молекуле (как физической реальности),
а "валентный штрих" или "химическая связь ?" когда речь идет
о абстракции, например в структурной формуле (нарисованой на доске) и т.п.

[VTur]

Можно, я вклинюсь в вашу научную беседу?

Сразу скажу, что многое из того, что написано выше, я не читал. Я вообще здесь не читаю посты из более 3-5 предложений.

Химическая связь и ее разновидности (валентная, ионная и т.д.) - суть филология, либо напишите мне оператор, отвечающий такой связи. Но это очень хороший и хорошо классически обоснованный методический прием для нефизиков объяснения межатомного связывания.

В квантовой химии ни атомов, ни химических связей нет. Это хорошо написал Татевский в своих предсмертных статьях. Советую их прочитать без всяких предзвятостей.

Однако в методах анализа электронной плотности вводится "связывающий путь" (гуглите выше) реально существующее концентрация электронной плотности. Спросите об этом рентгенщиков.

[Chegevara]

Можно, я вклинюсь в вашу научную беседу?

Сразу скажу, что многое из того, что написано выше, я не читал. Я вообще здесь не читаю посты из более 3-5 предложений.

Химическая связь и ее разновидности (валентная, ионная и т.д.) - суть филология, либо напишите мне оператор, отвечающий такой связи. Но это очень хороший и хорошо классически обоснованный методический прием для нефизиков объяснения межатомного связывания.

В квантовой химии ни атомов, ни химических связей нет. Это хорошо написал Татевский в своих предсмертных статьях. Советую их прочитать без всяких предзвятостей.

Однако в методах анализа электронной плотности вводится "связывающий путь" (гуглите выше) реально существующее концентрация электронной плотности. Спросите об этом рентгенщиков.

Понимаю вас, но это подход с точки зрения квантовой химии.
В подтверждения ваших слов могу привести цитату из книги "История органической химии, Г.В. Быков, 1976 г. с.97" :
"Коулсон еще в 1959 г., разделил теоретиков на abinnitio' нистов и aposteriori'сстов. Первые это адепты
неэмпирических методов, вторые - полуэмпирических; у первых (для которых понятие химической связи с математической точки
зрения несостоятельно), контакт с химиками теряется, вторые стремятся работать на таком уровне глубины, на котором концепции до-
и неквантовой теоретической химии сохраняют свое значение [Coulson C.A. Present state of molecular structure calculations. Revs Mod. Phys., 1960, vol. 32, №2, p. 170-177]"

Поэтому мне интересно ваше мнение по поводу теоретического обоснования трехэлектронной связи:
"Теперь вопрос о том как с точки зрения квантовой теории объяснить существование
трехэлектронной связи в бензоле и других молекулах и ионах.
Само собой разумеется, что ни о каком размещении трех электронов
на одной АО или МО орбитали не может быть и речи.
Поэтому необходимо допустить существование трехэлектронной связи реально в молекулах (как аксиома).
И тогда трехэлектронную связь в бензоле фактически можно считать полу-виртуальной частицей.
Реальная частица (напрмер электрон) существует неограничено долго в реальном мире,
виртуальные частицы существуют время недостаточное для эспериментального фиксирования (сильное взаимодействия в ядрах атомов),
поэтому трехэлектронная связь которая существует реально неограничено долго но только в молекулах и ионах назовем полу-виртуальной частицей.

Трехэлектронная связь как полу-виртуальная частица имеет вполне определенные характеристики:
масса равняется трем массам электронов,
заряд равняется трем зарядам электрона,
и спин полуцелый (плюс, минус 1/2),
и еще реальная пространственная протяженность.
То есть наша полу-виртуальная частица (трехэлектронная связь) является
типичным фермионом (частицы с полуцелым спином которые подчиняются статистике Ферми-Дирака,
с соответствующими последствиями как запрет Паули и т.п., электрон является типичным фермионом
и поэтому в атомах и молекулах принято (расчитано) такое распределение по АО и МО.
Отсюда следует, что трехэлектронная связь в бензоле, это реальный фермион в бензоле
и поэтому квантовые расчеты можно распространить на молекулу бензола (и других систем)
используя в расчетах не электрон, а соответствующий фермион (то есть трехэлектронную связь, как частицу).
Далее все как обычно:
запрет Паули, распределение по МО, связывающие и разрыхляющие МО и т.п.

Тогда в химии будут три фундаментальных взаимодействия (между фермионами):
1) электрон - электрон;
2) электрон - фермион-треэлектронная связь:
3) фермион-трехэлектронная связь - фермион-трехэлектронная связь,
расчет которых в идеале приведет к расчитыванию любых систем.

Следуя из вышесказаного взаимодействие двух трехэлектронных связей в бензоле (точнее трех пар)
через цикл это типичное взаимодействие двух фермионов в молекуле на расстоянии в 2,4 ангстрема
аналогичное взаимодействию двух электронов при образовании химической связи."

Тема была создана в разделе "органическая химия" но нас перевели...

[Ahha]

Теперь вопрос о том как с точки зрения квантовой теории объяснить существование
трехэлектронной связи в бензоле и других молекулах и ионах.

Поэтому необходимо допустить существование трехэлектронной связи реально в молекулах (как аксиома).

Зашибись обоснование, я считаю. Если чо не так - принимаем как аксиому.

[Chegevara]

Эмоции это хорошо.
А по сути вопроса?

[Ahha]

А по сути вопроса?

По сути вопроса: зашибись обоснование, я считаю. Если чо не так - принимаем за аксиому. Смайлик - эмоции.

[Chegevara]

А по сути вопроса?

По сути вопроса: зашибись обоснование, я считаю. Если чо не так - принимаем за аксиому. Смайлик - эмоции.

В теории трехэлектронной связи принимается за аксиому
существование трехэлектронной связи (одна аксиома),
все остальное выводится логически, с учетом того что
это химия, а не математика.
Рисование диаграм которые указывают как притягиваются
электроны (при объяснении взаимодействия через цикл и т.п.)
это попытка методами классической химии объяснить квантовохимическое
взаимодействие электронов между собой.
Так как ясно, что электроны между собой не
притягиваюся (гравитационным взаимодействием принебрегаем) а даже наоборот.
Если бы они притягивались то должна бы быть сила и соответствующее уравнение этой силы.
А в природе существуют только 4 фундаментальных взаимодействия:
1. Гравитационное.
2. Электромагнитное.
3. Сильное.
4. Слабое.

Если принебречь гравитационным взаимодействием, то
в молекуле (точнее между электронами и ядрами) действует только
электромагнитное взаимодействие
(если говорить более грубо то кулоновское притяжение и отталкивание).

[Ahha]

В теории трехэлектронной связи принимается за аксиому
существование трехэлектронной связи

Мда. И какие теоремы из этого следуют?

[Chegevara]

В теории трехэлектронной связи принимается за аксиому
существование трехэлектронной связи

Мда. И какие теоремы из этого следуют?

объяснение строения бензола, ароматичности, антиароматичности,
объяснение правила Хюккеля, расчет энергии делокализации бензола,
взаимодействие через цикл в бензоле (и увеличение из-за этого кратности связи) и ароматике в целом,
реальное смещение трехэлектронной связи в бензоле и ароматике (экспериментально подтвержено, см. фото пентацена)
строение карбоксила-аниона и других ионов и молекул, и т.п.
см. http://ru.scribd.com/doc/240667013/СТРО ... ННОЙ-СВЯЗИ

[Гесс]

Все вышеперечисленное уже прекрасно обьяснено, без введения трехэлектронной связи. Пентацен ничуть не подтверждает вашу теорию.

[Chegevara]

Все вышеперечисленное уже прекрасно обьяснено, без введения трехэлектронной связи. Пентацен ничуть не подтверждает вашу теорию.

Объяснено. Иногда прекрасно и наглядно, иногда не очень.
А если трехэлектронная связь реально существует,
что тогда? Не модель химическая (или математическая),
а реалный объект.

А в пентацене разве относительно стороны шестиугольника
связевый путь размещен симметрично?
Посмотрим, что нам покажет фото антиароматики (если будет сделано).

[Ahha]

Объяснено. Иногда прекрасно и наглядно, иногда не очень.

Можно поконкретнее насчет "не очень"?

А если трехэлектронная связь реально существует,
что тогда? Не модель химическая (или математическая),
а реалный объект.

Тогда мы все умрем. Разве есть варианты?

[Chegevara]

Объяснено. Иногда прекрасно и наглядно, иногда не очень.

Можно поконкретнее насчет "не очень"?

Например, почему кратность связи в бензоле больше 1,5 ,

наглядно объяснить правило Хюккеля,

или метод МО легко объясняет парамагнетиз кислорода,
но изобразить без трехэлектронной связи формулу кислорода весьма проблематично,
а в молекуле все-таки распределение элекронной плотности
должно быть стационарным (усредненно по времени), а значит
можно попытаться грубо изобразить с помощью точек (электронов)
т. есть перевести на классический язык химии - формулы,
но ведь не получается,

аналогично по этой же причине тяжело изобразить реальные формулы бензола,
карбоксилат-аниона, мочевины и т.п.

[Chegevara]

А если трехэлектронная связь реально существует,
что тогда? Не модель химическая (или математическая),
а реалный объект.

Тогда мы все умрем. Разве есть варианты?

Возможно мы живем потому что существует трехэлектронная связь (кислород, и не только)

[Гесс]

Например, почему кратность связи в бензоле больше 1,5

А она больше? Исходя из чего?

наглядно объяснить правило Хюккеля,

Правило Хюккеля наглядно само по себе, любителям геометрии посвящено правило фроста http://www.coolreferat.com//dopb246288.zip, впрочем что то что другое весьма эмпирические правила

или метод МО легко объясняет парамагнетиз кислорода,
но изобразить без трехэлектронной связи формулу кислорода весьма проблематично,
а в молекуле все-таки распределение элекронной плотности
должно быть стационарным (усредненно по времени), а значит
можно попытаться грубо изобразить с помощью точек (электронов)
т. есть перевести на классический язык химии - формулы,
но ведь не получается,

Это вы про вот такую картинку с точками? http://chemwiki.ucdavis.edu/@api/deki/f ... vision%3D1

[Chegevara]

Например, почему кратность связи в бензоле больше 1,5

А она больше? Исходя из чего?

Вычисления по методу МО дают значение 1,67 (ссылка в статте),
но Полинг из резонансных структур, что вполне логично (2 и 4 электрона) давал 1,5.
Если кратность больше 1,5 (например 1,67), то поскольку кратность связи
в классической химии коррелирует с количеством электронов данной связи (пускай даже усредненным),
(например:
2 электрона кратность 1;
4 электрона кратность 2;
6 электронов кратность 3)
то в бензоле при кратности 1,67 в 6 (шести) ароматических связях как бы дополнительно появляется 1 электрон:
1,67 - 1,5=0,17
0,17 * 6=1,02
При трехэлектронной связи в бензоле и взаимодействии через цикл объяснение простое - цикл просто немного сжимается.
(Порядку связи вычисленному методом МО мы не можем не доверять, так как квантовая теория это "математика химии",
и даже немного различные значения, различные методы сути не меняют, тем более, что порядок связи коррелирует с энергией связи).

[Chegevara]

или метод МО легко объясняет парамагнетиз кислорода,
но изобразить без трехэлектронной связи формулу кислорода весьма проблематично,
а в молекуле все-таки распределение элекронной плотности
должно быть стационарным (усредненно по времени), а значит
можно попытаться грубо изобразить с помощью точек (электронов)
т. есть перевести на классический язык химии - формулы,
но ведь не получается,

Это вы про вот такую картинку с точками? http://chemwiki.ucdavis.edu/@api/deki/f ... vision%3D1

Есть одно но. В кислороде не просто есть два неспаренных электрона,
но и кратность связи реально равна 2. И это факт. Поэтому одной
классической структурой непросто изобразить и неспаренные электроны
и связь при кратности 2.