трёхэлектронная связь в бензоле

[Ahha]

Так посмотрите и скажите. И будет у нас полное взаимопонимание.

[Chegevara]

когда найду обязательно скажу

[Ahha]

сылка в сети на одну страницу этой книги (речь о двух потенциалах ионизации)

Это не серьезно. Я вам уже сказал, что само существование двух ППИ у метана мою картину мира не рушит. Оно в ее рамках объяснимо. Я вас спросил: в каком соотношении находятся молекулы метана с одним и другим ППИ? Подчеркиваю: это не подколка, это просто, чтобы убедиться, что под ППИ вы понимаете то же, что и большинство здесь присутствующих.

[Chegevara]

сылка в сети на одну страницу этой книги (речь о двух потенциалах ионизации)

Это не серьезно. Я вам уже сказал, что само существование двух ППИ у метана мою картину мира не рушит. Оно в ее рамках объяснимо. Я вас спросил: в каком соотношении находятся молекулы метана с одним и другим ППИ? Подчеркиваю: это не подколка, это просто, чтобы убедиться, что под ППИ вы понимаете то же, что и большинство здесь присутствующих.

Нет молекул метана с Е1, а других молекул метана с Е2,
просто я наглядно обяснил,
есть молекулы метана (все одинаковые),
а орбитали метана имеют различную энергию,
и когда электрон срывается с одного энергетического уровня будет Е1,
в другой молекуле (боюсь писать) электрон может слететь с другого
энергетического уровня (по энергии они близки, сравнительно)
тогда будет Е2,

я не нашел соотношение, но думаю будет 1 : 3 (интенсивность)

[Ahha]

Нет молекул метана с Е1, а других молекул метана с Е2,
просто я наглядно обяснил

Если наглядность идет в ущерб физическому смыслу - кому она на фиг нужна, такая наглядность?

есть молекулы метана (все одинаковые)

Right!

а орбитали метана имеют различную энергию,

До некоторой степени...

и когда электрон срывается с одного энергетического уровня будет Е1,
в другой молекуле (боюсь писать) электрон может слететь с другого
энергетического уровня (по энергии они близки, сравнительно)
тогда будет Е2,

Энергия "первого уровня" ~13 эВ, второго - вроде, в районе 22 эВ. Эта разница - немного? Настолько немного, что запулив квантом с энергией 13 эВ, можно заодно "случайно" выбить электрон со второго уровня? Ню-ню.

я не нашел соотношение, но думаю будет 1 : 3 (интенсивность)

А я думаю, что Луна сделана из сыра, причем овечьего, а не швейцарского, как утверждают некоторые ретрограды. Давайте лучше поспорим на эту тему.

[Chegevara]

Ahha писал
Энергия "первого уровня" ~13 эВ, второго - вроде, в районе 22 эВ. Эта разница - немного? Настолько немного, что запулив квантом с энергией 13 эВ, можно заодно "случайно" выбить электрон со второго уровня? Ню-ню.

точнее 12,7 эВ и 23,0 эВ, это энергии связи валентных электронов (1 эВ = 23,06 ккал/моль),
это те самые два первых потенциала ионизации,
и эти энергии сравнительно близки, сравнивая например с 291,0 эВ
(электроны внутренних оболочек)

[Ahha]

точнее 12,7 эВ и 23,0 эВ, это энергии связи валентных электронов (1 эВ = 23,06 ккал/моль),
это те самые два первых потенциала ионизации

Right!! И они объяснимы без лишних ухищрений.

и эти энергии сравнительно близки, сравнивая например с 291,0 эВ
(электроны внутренних оболочек)

Слушайте, вы меня уже напрягаете. Скорости вы тоже так же будете сравнивать: все животные бегают приблизительно одинаково, сравнивая, например, со скоростью реактивного самолета?

[Chegevara]

странно, ничего нету по работе,

а впрочем, мы переехали из органики в антихимию,
вот народ и не смотрит ссылку (http://ru.scribd.com/doc/240667013/СТРО ... ННОЙ-СВЯЗИ),
могу понять ...

хотя предложена схема эксперимента для проверки:

если трехэлектронная связь реальная и взаимодействие через цикл тоже
реальное взаимодействие, а не матописание, то отсюда логически
следует не только увеличение кратности в бензоле с 1,5 до 1,66,
но и искривление реальной электронной плотности химической связи в бензоле
внутрь бензола (изгиб химсвязи внутрь цикла),
и тогда химические связи в бензоле (все 6 связей),
будуть такими себе полукругами вогнутыми в цикл бензола
(каждая связь выгибается к центру цикла),
и если это можно экспериментально зафиксировать
это и будет однозначным подтверждением существования
трехэлектронной связи и взаимодействия через цикл в бензоле
и ароматике в целом.

что думаем (после чтения)?

[chaus]

Энергия "первого уровня" ~13 эВ, второго - вроде, в районе 22 эВ. Эта разница - немного? Настолько немного, что запулив квантом с энергией 13 эВ, можно заодно "случайно" выбить электрон со второго уровня?

Там речь о несколько ином. По атому шарашат квантами, например, AlKα с энергией 1486 эВ, так что электроны летят со всех уровней. Кинетическая энергия электрона равна разности между энергией возбуждения и энергией связи. Потом строится энергетический спектр фотоэлектронов и получается спектр ЭСХА, показывающий, что электроны в атоме сидят на уровнях с теми или иными конкретными энергиями связей.

ЭСХА метана.png

Вот спектр ЭСХА для метана. Ничего странного, если учесть, что валентный уровень углерода включает подуровни 2s и 2p. В общем-то, это азбука. Всё это есть и для бутадиена (видна энергия сопряжения), и для бензола, и много ещё для чего. То есть нет никакой надобности умножать сущности, чтобы объяснить давно известную квантовомеханическую картину химической связи.

Pentacene.jpg

А вот электронномикроскопическая фотография молекулы пентацена. Ароматическая связь прямая. Это в диборане она изогнутая.

[Chegevara]

chaus писал:
А вот электронномикроскопическая фотография молекулы пентацена. Ароматическая связь прямая. Это в диборане она изогнутая.

трехэлектронная связь в бензоле классическая "прямая", по оси связи,
а не по типу "банановой" связи,

но за счет взаимодействия через цикл, она
должна отклонятся от оси (по сравнению с банановой связю незначительно),
незначительно , возможно 0,1 - 0,2 ангстрема ...,
как-бы немного смещаться в центр цикла, что
в пентацене в крайних циклах и наблюдается
(и что важно электронная плотность в пентацене
в крайних циклах размещается внутри циклов).

А электронномикроскопической фотографии молекулы бензола нет?

а еще лучше для сравнения такую фотографию антиароматической системы (циклобутадиена или др.),
такое же смещение связи должно быть наружу цикла,
порядок смещения внутрь цикла (ароматика) и наружу (антиароматика)
должен быть одного порядка (просто в другую сторону)

[VTur]

А вот электронномикроскопическая фотография молекулы пентацена. Ароматическая связь прямая. Это в диборане она изогнутая.

Лучше говорить не связь, а связевый путь

[chaus]

Лучше говорить не связь, а связевый путь

Кстати, не слышал такого термина, теперь буду знать. Я бы сказал так: максимум электронной плотности имеет место на оси, проходящей через центры атомов.

[Chegevara]

Вот ссылки на фотографию молекулы пентацена прикрепленную chaus:
http://physicsworld.com/cws/article/new ... microscope
https://en.wikipedia.org/wiki/Pentacene
http://steissd.livejournal.com/712445.html

Атомно-силовой микроскоп (AFM — atomic-force microscope) позволяет получать такие фото молекул
и фактически рассматривать отдельные молекулы и их связи, что нам и необходимо для
определения наличия трехэлектронной связи.

Вот ссылки на процесс циклизации 1,2-бис[(2-этинилфенил)этинил]бензола с фото (Рисунок из Science 2013, DOI: 10.1126/science.1238187)
http://www.chemport.ru/datenews.php?news=3202,
а это еще дополнительные ссылки:

https://newscenter.lbl.gov/2013/05/30/atom-by-atom/
http://www.qwrt.ru/news/156
http://www.dailytechinfo.org/news/4868- ... heniy.html

Наиболее показательна молекула пентацена (http://steissd.livejournal.com/712445.html),
где отчетливо видно смещение химической связи, точнее связевого пути, в центр крайних циклов,
что и должно наблюдатся по теории трехэлектронной связи (ТТЗ) и взаимодействия через цикл.
На стр. 16 http://ru.scribd.com/doc/240667013/СТРО ... ННОЙ-СВЯЗИ
изображены формулы нафталина и антрацена согласно ТТЗ, молекула пентацена будет иметь аналогичную структуру согласно ТТЗ.
Во внутренних цыклах пентацена смещения связевого пути не обнаруживается на фото, что и логично,
учитывая взаимодествие центральных электронов трехэлектронной связи внутренних циклов
(соседние центральные электроны действуют в противоположные стороны, поэтому и смещение
в центр циклов минимально или отсутствует).

Распределение интенсивности связевого пути в пентацене видимое на фото,
также логически объясняется сложением электронной плотности (или более грубо количества электронов)
участвующих в химической связи:
не смотря на наличие трехэлектронной связи,
возле атома углерода (с учетом двух трехэлектронных связей, а значит и двух ближних электронов (которые имеют противоположные спины) двух трехэлектронных связей),
электронная плотность не меньше нежели в центре связевого пути (химсвязи),
поэтому и нету выпячивания центра связевого пути к центру цикла.

В антиароматических система мы также не увидим на аналогичных фото
выпячивания центра связевого пути из цикла,
картина должна быть аналогична для пентацена, но со смещением связевого пути "из цикла".

[Chegevara]

Если рассматривать следующие молекулы (см. ссылку http://www.qwrt.ru/news/156),
то можно сделать выводы:

см. фото reactant 1 - явно видно как акцепторная тройная связь оттягивает электронную плотность
из бензольного цикла и за счет этого связевые пути (химсвязи) соответсвующего атома углерода
не будут (или в намного меньшей мере будут) втягиваться в центр цикла бензола,
и если так можно сказать "не будут искривлятся и напрягаться",
что мы и видим на фото.

см. фото product 2 - тут отчетливо видно два бензольных ядра и один нафталиновый,
и ситуация вновь повторяется:
где возможно смещения связевого пути (трехэлектронных связей) в центр циклов это происходит,
и хорошо видно на фотографии,
где же за счет сопряжения с двойными связями происходит
взаимодествиия (откачка) электронной плотности мы снова не видим
смещения связевого пути в центр цикла,
поэтому отчетливо видно смещение связевых путей внешних сторон бензола и нафталина
и не наблюдается этот эффект для внутренних сторон.

см. фото product 3 - тут все аналогично как в product 2,
просто имеем три бензольных ядра и отчетливо видно
смещение связевых путей внешних сторон бензольных ядер
и не наблюдается этот эффект для внутренних сторон
участвующих в сопряжении.

[Chegevara]

Анализ (см. предыдущие посты) фотогафий атомно-силовой микроскопии (АСМ) высокого разрешения
в пентацене и других ароматических системах показывает, что как и было предсказано
ароматическая трехэлектронная связь (связевой путь) отклоняется к центру ароматических ядер,
что однозначно подтверждает существование трехэлектронной связи в бензоле, пентацене и других ароматических системах,
а также подтверждает (опосредственно) ее существования в карбоксилат-анионах и других подобных ионах и молекулах.

Фотографию АСМ бензола можно хорошо представить уже на основании фото пентацена,
и если она существует или будет получена при соответствующем разрешении, то это
будет еще одним подтверждением реального существования трехэлектронной связи.

Нет сомнения, что фотографии АСМ циклобутадиена (плоского) и циклооктатетраена (плоского)
или других антиароматических плоских систем, если таковые будут получены при соответствующем разрещении,
будут еще одним подтверждением взаимодействия через цикл в ароматических и антиароматических системах
(отклонение связевого пути в антиароматике будет "из цикла" аналогично пентацену но в другую сторону").

Но с антиароматикой есть один нюанс: антиароматическая система (система ядер) должна быть плоской
для того, чтобы было взаимодействие через цикл
(см. стр. 5 http://ru.scribd.com/doc/240667013/СТРО ... ННОЙ-СВЯЗИ).
Если же система не будет плоской (планарной), например, в циклооктатетраене переход в ванну (4 двойные связи),
в циклобутадиене переход в бирадикал (двойная связь и два неспареных электрона, система ядер должна быть не плоской и не квадратом),
то фото АСМ и покажет соответсвующую структуру (двойные связи в циклооктатетраене и в циклобутадиене двойная связь плюс неспареные электроны).
Поэтому для получения фотографии АСМ антиароматических циклобутадиена и циклооктатетраена
необходимо на специальной матрице закрепить их атомы для придания системе идеальной планарности,
и только после этого, сделать фотографию АСМ соответствующего разрещения, если это возможно,
которая нет сомнения, подтвердит взаимодействие трехэлектронных связей через цикл.


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.

Кстати двухэлектронные связи, четырехэлектронные связи и шестиэлектронные связи также
можно рассматривать как типичные бозоны которые подчиняются статистике Бозе-Ейнштейна.

Что скажете по поводу доказательства трехэлектронной связи по фотографиям АСМ
и по поводу теоретического обоснования возможности существования трехэлектронной связи
в молекуле бензола?

[Ahha]

Наиболее показательна молекула пентацена (http://steissd.livejournal.com/712445.html),
где отчетливо видно смещение химической связи, точнее связевого пути, в центр крайних циклов,

Там так же отчетливо видна еще и несимметричность смещения т.н. "связевого пути": слева смещение явно меньше, чем справа. Кроме того, снизу явно видно смещение, а сверху его нет. Что бы это значило, как выражались до эпохи исторического материализма?

[Chegevara]

Наиболее показательна молекула пентацена (http://steissd.livejournal.com/712445.html),
где отчетливо видно смещение химической связи, точнее связевого пути, в центр крайних циклов,

Там так же отчетливо видна еще и несимметричность смещения т.н. "связевого пути": слева смещение явно меньше, чем справа. Кроме того, снизу явно видно смещение, а сверху его нет. Что бы это значило, как выражались до эпохи исторического материализма?

Это связано с колебательными движениями атомов (точнее ядер),
и тогда связевой путь тоже должен реагировать и изменятся,
что и отображено на фото.
Так как молекула пентацена симметрична относительно оси
проходящей через 5 циклов, то связевой путь будет смещатся
симметрично, если брать усреднение по времени.

[Ahha]

Это связано с колебательными движениями атомов (точнее ядер),
и тогда связевой путь тоже должен реагировать и изменятся что и отображено на фото.

Ну то есть достоверность ваших интерпретаций этих "вогнутостей" - 0 целых, 0 сотых + незначительная поправка на "я верю, поэтому примем как аксиому".

Так как молекула пентацена симметрична относительно оси
проходящей через 5 циклов, то связевой путь будет смещатся
симметрично, если брать усреднение по времени.

Молекула пентацена имеет еще одну ось и другие элементы симметрии. Будете их все учитывать во времени? Продемонстрируете этот процесс?

[Chegevara]

Это связано с колебательными движениями атомов (точнее ядер),
и тогда связевой путь тоже должен реагировать и изменятся что и отображено на фото.

Ну то есть достоверность ваших интерпретаций этих "вогнутостей" - 0 целых, 0 сотых + незначительная поправка на "я верю, поэтому примем как аксиому".

Так как молекула пентацена симметрична относительно оси
проходящей через 5 циклов, то связевой путь будет смещатся
симметрично, если брать усреднение по времени.

Молекула пентацена имеет еще одну ось и другие элементы симметрии. Будете их все учитывать во времени? Продемонстрируете этот процесс?

На фото отчетливо видно смещение связевого пути (или электронной плотности)
внутрь цикла относительно ребра (стороны) шестиугольника,
связевой путь не размещен симметрично относительно ребра шестиугольника и это очевидно.
А некотарая несимметричность вызвана тем, что ядра совершают колебательные движения.

[chaus]

Ну то есть достоверность ваших интерпретаций этих "вогнутостей" - 0 целых, 0 сотых + незначительная поправка на "я верю, поэтому примем как аксиому".

Даже в сумме всё это не превосходит аберраций микроскопа.