А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Чотири - пара - електрон
Чотири пари електронів в цих молекулах займають чотири орбіталі, які близькі до гібридним. Відмінність валентних кутів від тетраедричних пояснюється тим, що гібридизація в даному випадку є неповною.
Чотири париелектронів розташовуються з максимальною вірогідністю в кутах тетраедра. Абсолютно правильні структури СН4 NHl, SiCl4 GeF4 та ін підтверджують цей прогноз.
Чотири пари електронів розташовуються з максимальною вірогідністю в кутах тетраедра. SiCU, Gep4 та іншіпідтверджують це передбачення.
Чотири пари електронів розташовуються з максимальною вірогідністю в кутах тетраедра. Абсолютно правильні структури СН4 NH4 SiCl4 GeF4 та ін підтверджують цей прогноз.
Чотири пари електронів розташовуються з максимальноюймовірністю в кутах тетраедра.
Перекривання 2-орбіталі. Внаслідок цього чотири пари електронів прагнуть розташуватися в просторі таким чином, щоб дія сил відштовхування зводилося до мінімуму Зокрема, зменшенню взаємного відштовхування можесприяти включення в зв'язуючі МО валентної 2-орбіталі атома азоту.
У таких структурах чотири пари електронів, що оточують центральний атом, включають всі його валентні електрони, так що в d - подоболоч-ке перехідного елемента не залишається неподілених rf -електронів.
Взаємна орієнтація зв'язків і неподілених пар електронів в молекулах Н2О, NHa, СШ по моделі відштовхування електронних пар. У молекулі СН4 чотири пари електронів утворюють чотири зв'язку атома вуглецю з атомами Н, спрямовані до вершин тетраедра.
Вмолекулі СН4 чотири пари електронів утворюють чотири зв'язку атома вуглецю з атомами Н, спрямовані до вершин тетраедра.
Ковалентні радіуси атомів за Полінгом. У молекули МНз також чотири пари електронів - три в'язевих і одна неподілені. Знову маємо тетраедр, вцентрі його атом N, в трьох вершинах атоми Н, четверта зайнята неподіленою парою. Так як неподіленої пари не цілком еквівалентна в'язевий парі, кут при вершині молекули МНз дещо менше тетраедричних. І в молекулі Н2О чотири локалізовані пари, з них двінеподілені. Атом Про займає центр тетраедра, два атоми Н і дві неподілені пари - його вершини. Ця концепція не має принципових переваг перед концепцією гібридизації у методі локалізованих пар і не завжди її пророкування вірні. Нарешті, завжди залишаєтьсяможливість оцінити конфігурацію молекули порівняльним методом, заснованим на періодичному законі, і це один з найбільш надійних способів.
Дві молекули хлору, розташовані на відстані вандерваальсови радіусу. схема показує відмінність міжвандерваальсови і ковалентним радіусами. Кожен атом хлору має у зовнішній оболонці чотири пари електронів. Середня точка між двома ядрами лежить на відстані 99 пм від кожного ядра і являє собою середнє положення поділеної пари. Коли стикаються дванезв'язаних атома хлору, то в області між ядрами виявляються дві неподілені пари електронів; вандерваальсов радіус визначає область, яка в основному охоплюється функцією розподілу електронів для даних неподілених пар.
У всіх своїхз'єднаннях азот має у валентній оболонці чотири пари електронів.
Валентний рівень атомів елементів другого періоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, а валентний рівень атомів елементів третього і наступних періодів може містити ібільше чотирьох пар електронів.
Тут точки умовно позначають електрони, що належали вуглецю, а хрестики - водню і таким чином чотирьом валентним штрихам відповідають чотири пари електронів. Один електрон кожної пари належить вуглецю, а інший - водню.Однак чому освіта електронних пар супроводжується виділенням великої енергії, було не ясно. Можна було б припустити, що ця енергія є результатом взаємодії власних магнітних моментів електронів (в гл.
Серед споріднених систем, що маютьвузловий атом азоту в якості єдиного гетероатома, тільки індолізін (в більш ранній літературі часто званий пірроколіном) має нейтральну повністю сполучену 10я - електронну систему, що включає чотири пари електронів чотирьох подвійних зв'язків інеподілену пару електронів атома азоту, як і в індол. Хінолізін - неароматичних з'єднання, і хоча наявний насичений атом заважає сполученню, однак катіон хінолізінія, утворений формально в результаті втрати гідрид-іона хінолізіном, володіє ароматіч -:Юя-електронною системою: він повністю ізоелектронних нафталіну, а по-Арядом на атомі азоту є наслідком наявності заряду в ядрі. Аналогічно пірролізін, який вже ароматичне з'єднання - пірол з сс-винильной заступником, перетворюючись на аніон, стаєЮтг-елекгрон функціональною системою.
Діаграма Уолша. Відповідно до цієї теорії електронні хмари зв'язків і хмари неподілених пар вибирають напрямки, при яких їх відштовхування мінімально. У молекули NH3 також чотири пари електронів - три в'язевих і одна неподілені. Зновумаємо тетраедр, в центрі його атом N, в трьох вершинах атоми Н, четверта зайнята неподіленою парою. Так як неподіленої пари не цілком еквівалентна в'язевий парі, кут при вершині молекули NH3 дещо менше тетраедричних. І в молекулі Н2О чотири локалізовані пари, зних дві неподілені. Атом Про занімет центр тетраедра, два атоми Н і дві неподілені пари - його вершини.
Гексагональна структура арсеніду нікелю (В8. Показані спрямовані зв'язку між атомами миш'яку і нікелю. Сполуки цинку, кадмію та ртуті з елементами групикисню утворюються не в результаті передачі електронів, а внаслідок узагальнення двох зовнішніх s - електронів металу з шістьма зовнішніми електронами кисню або його аналогів. Вісім спільних електронів поділяються на чотири пари електронів з антипаралельними спинами,здійснюють чотири Тетраедрично спрямовані водневі зв'язки кожного атома зі своїми чотирма сусідами, що призводить до утворення структур типу цинкової обманки або вюртцита.
Коли всі чотири з цих орбіт використані таким способом для освітизв'язків, вони зазнають гібридизацію. Отже, чотири зв'язку в метані СН4 включають чотири пари електронів, які займають чотири орбіти Is чотирьох атомів водню і перекривають чотири тетраедричних орбіти атома вуглецю.
Два види тривимірних моделеймолекул. а - з тарою i стрижнів. б - з куль. Така геометрична фігура називається тетраедром. Пояснити таку будову можна, припустивши, що чотири пари електронів, що оточують атом вуглецю, прагнуть знаходитися якомога далі один від одного, оскільки всі вонизаряджені негативно.
Хімічна зв'язок в зазначеному комплексному іоні може бути або слабкою іонним зв'язком, або сильною ковалентним зв'язком. У будь-якому випадку можна вважати, що іони брому поставляють чотири пари електронів, які повинні заповнити орбіталі іоназолота. Чи можуть будь-які додаткові експериментальні дані допомогти розібратися в тому, яка з цих можливостей здійснюється на самом деле.
Таке число гідратації знаходиться у відповідності з уявленнями про структуру рідкої води і дозволяєпредставити механізм гідратації складається в заміщенні іоном центральної молекули води в її тетраедр іческой комірці. Капустинський припускає, що при гідратації катіони відтягують від кисню чотирьох молекул води чотири пари електронів, у результаті чого навколокатіона утворюється додатковий шар з восьми електронів. Збільшення радіусу гідратованого іона в порівнянні з кристалографічних на 028 А автор теорії пояснює тим, що, як їм було встановлено, товщина восьміелектронного шару (за винятком шару К)становить 020 А, а різниця в 008 А є наслідком відмінності в координації іонів в кристалічній решітці і в розчині. Відповідно при гідратації аніонів відбувається відтягування чотирьох пар електронів завдяки утворенню водневих зв'язків з чотирмамолекулами води. Цьому відповідає зменшення розмірів аніонів на 028 А.
Цікаво відзначити, що модель, засновану на спрямованих валентних орбіталях, можна використовувати при повному винятків з неї cf - орбіталей. Для молекул, в яких навколо центрального атомазнаходяться дві, три або чотири пари електронів, підхід в точності збігається з тільки що розглянутим, і обидві моделі ідентичні. Вони відрізняються у всіх випадках, де в попередній моделі спрямованих валентностей використовується одна або більше число d - орбіталей. Для молекулАВ4Е - типу, таких, як SF4 де навколо атома А зосереджується п'ять пар електронів, аргументація полягає в наступному. Атом сірки використовує свої рх - і ру-орбіталі для освіти одинарних двухцентрових двухелектронних зв'язків з двома екваторіальними атомами фтору, а двааксіальних атома фтору пов'язані тільки за рахунок рг-орбіталі сірки. При цьому близький до лінійного фрагмент FSF описується як система з трехцент-ровой четирехелектронной зв'язком (див. розд. Залишилася пара електронів, як припускають, займає Ss-орбіталь сірки і не маєістотного значення в утворенні зв'язків. Для молекул типу ABsE (наприклад, BrFs) припускають, що аксіальна зв'язок А-В утворюється за участю рг-орбіталі атома А і є звичайною двухелектронной двухцентрових зв'язком. Решта чотири А-В - овязі розглядаються якдві пари трехцентрових четирехелек нних зв'язків, що утворюються за рахунок реї - і ру-орбі-талей атома А. І знову неподіленої пари електронів займає s - орбіталь атома А.
Разние пари електронів відштовхуються один від одного і внаслідок цього прагнуть зайняти впросторі найбільш симетричні положення; якщо є більше однієї неподіленої пари, то останні зазвичай прагнуть розташуватися якомога далі один від одного. Для води, аміаку й метану це правило, очевидно, пророкує вже розглянуті вище структури,оскільки в кожній з цих молекул є по чотири пари електронів, що займають положення в чотирьох вершинах тетраедра. У разі води два положення зайняті усуспільненими парами електронів, так що вода повинна бути не лінійної, а кутовий молекулою. Аналогічно у випадкуаміаку три водню знаходяться в трьох вершинах тетраедра, так що аміак є не плоскою, а пірамідальної молекулою. Нарешті, для метану з чотирма усуспільненими парами передбачається істинна тетраедричних структура.
Частина вільних розпушуєорбіталей заповнена електронами, спочатку наявними у іона платини. Чотири пари електронів займають найнижчі рівні енергії молекулярних орбіталей і утворюють а-зв'язку.
При нескінченному розбавленні всі іони мають одним до тих же координаційним числомпо відношенню до молекул води. Це дозволяє уявити собі механізм гідратації іонів, як процес заміщення цими іонами молекул води в її рідкій структурі. При цьому чотири пари електронів від чотирьох іонів кисню води при гідратації відтягуються катіоном металу,потужне силове поле якого обумовлює появу нового 8-електронного шару у катіона металу. При гідратації аніонів, навпаки, відбувається втрата аніоном чотирьох пар електронів внаслідок утворення водневих зв'язків з молекулами води. Це підтверджуєтьсядослідженням теплопровідності іонних розчинів при нескінченно розведених. Процес гідратації іонів утруднює тепловий рух молекул води в розчині.
Наявність такої монотонної функції свідчить, що при нескінченному розведенні всі іони маютьодним і тим же координаційним числом, яке, у згоді з даними Самойлова, Капустинський приймає рівним чотирьом. Таке число гідратації знаходиться у згоді з уявленнями про структуру рідкої води і дозволяє представити механізм гідратації складається взаміщенні іоном центральної молекули води в її тетраедричних комірці. Капустинський припускає, що при гідратації катіони відтягують від кисню чотирьох молекул води чотири пари електронів, у результаті чого навколо катіона утворюється додатковий шар з восьмиелектронів.
Распределеніе електронів в атомі нікелю (о, в ізольованому іоні Ni2 (б, в і в іонах Mi24 -, що входять в тетраедричних (г і плоско-квадратний (д комплекси. Так, для двовалентного нікелю характерно координаційне число чотири, проявляється в тетраедричнихі плоско-квадратної кристалічної структурах. При координаційній числі чотири навколо комплексообразователя розташовані чотири чи-ганда, які, будучи донорами, надають чотири пари електронів. При утворенні тетраедричних структури ці електрони повиннізнаходитися в стані зр3 - гібридизації, а при утворенні плоскою квадратної - в стані dsp2 - w6 - рідізаціі. На рис. 4.21 а представлено розподіл електронів по рівнях та підрівня в ізольованому атомі нікелю.
У багатьох роботах А. Ф. Капустинського і йогоучнів визначені термодинамічні та структурні характеристики гідратованих іонів. Згідно з уявленнями, сформульованими А. Ф. Капустинським[156], В структурі іонних гідратів, властивих розбавленим водним розчинам, катіони приєднують до собі чотирипари електронів від координованих з ними молекул води. У зв'язку з цим розмір катіона зростає на товщину нового електронного шару, рівну, згідно А. Ф. Капустинський, 028 А. Орієнтація і дія водних диполів в разі аніонів зворотні, що призводить до утворенняводневих зв'язків аніона з молекулами води і зменшенню радіуса на товщину електронного шару. Саме тому, згідно А. Ф. Капустинський, іонні радіуси у водних розчинах відрізняються від кристалохімічних на один і той же числовий інкремент, рівний 028 А дляокатіонов і- 028 А для аніонів. Аналогічна поправка 025 А, що додається до кристалографічних радіусу катіонів і віднімається у разі аніонів при обчисленні теплот іонної гідратації, запропонована в 1952 р. К. П. Міщенко на підставі врахування асиметрії розташування центрів зарядів вді-польний молекулі води.
У багатьох роботах А. Ф. Капустинського і його учнів визначені термодинамічні та структурні характеристики гідратованих іонів. Згідно з уявленнями, сформульованими А. Ф. Капустинським[156], В структурі іонних гідратів,властивих розбавленим водним розчинам, катіони приєднують до себе чотири пари електронів від координованих з ними молекул води. У зв'язку з цим розмір катіона зростає на товщину ноового електронного шару, рівну, згідно А. Ф. Капустинський, 028 А. Орієнтація ідія водних диполів в разі аніонів зворотні, що призводить до утворення водневих зв'язків аніона з молекулами води і зменшенню радіуса на товщину електронного шару. Саме тому, згідно А. Ф. Капустинський, іонні радіуси у водних розчинах відрізняються відкристалохімічних на один і той же числовий інкремент, рівний 028 А для окатіонов і - 028 А для аніонів. Аналогічна поправка 025 А, що додається до кристалографічних радіусу катіонів і віднімається у разі аніонів при обчисленні теплот іонної гідратації, запропонована в 1952м. К. П. Міщенко на підставі врахування асиметрії розташування центрів зарядів в ді-польний молекулі води.
Вище зазначалося, що валентні кути в молекулах Н20 і NH3 не точно відповідають розташуванню /- орбіталей і це обумовлено деякими внеском s - електронів уосвіту хімічного зв'язку. Такий внесок є не що інше, як гібридизація. Електронна будова молекул води й аміаку виражається схемами, показаними на с. Чотири пари електронів в цих молекулах займають чотири орбіталі, які близькі до гібридним. Відмінністьвалентних кутів від тетраедричних пояснюється тим, що гібридизація в даному випадку неповна.
Вище зазначалося, що валентні кути в молекулах Н20 і NH3 не точно відповідають розташуванню р-орбіталей і це обумовлено деякими внеском s - електронів в освітухімічного зв'язку. Такий внесок є не що інше, як гібридизація. Електронна будова молекул води й аміаку виражається схемами, показаними на с. Чотири пари електронів в цих молекулах займають чотири орбіталі, які близькі до гібридним. Відмінність валентних кутів відтетраедричних пояснюється тим, що гібридизація в даному випадку неповна.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженому стані має два, три або чотири неспарених електрона. На жаль, не можна перевірити нашіпередбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що в ковалентних молекулах, в яких неспарені електрони одного атома стають спареними зелектронами окружащих атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. В якості прикладу розглянемо атом неону, у якого є чотири пари електронів у зовнішній оболонці.Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі, якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням, то не буде кореляції між двома конфігураціямиелектронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженому стані має два, три або чотири неспарених електрона. Дожаль, не можна перевірити наші передбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що в ковалентних молекулах, в яких неспарені електрони одного атомастають спареними з електронами навколишніх атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. В якості прикладу розглянемо атом неону, у якого є чотири париелектронів у зовнішній оболонці. Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі, якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням, то не буде кореляціїміж двома конфігураціями електронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженому стані має два, три абочотири неспарених електрона. До жаль, не можна перевірити наші передбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що в ковалентних молекулах, в якихнеспарені електрони одного атома стають спареними з електронами окружащих атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. В якості прикладу розглянемо атом неону, уякого є чотири пари електронів у зовнішній оболонці. Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі, якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням,то не буде кореляції між двома конфігураціями електронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженомустані має два, три або чотири веспаренних електрона. На жаль, не можна перевірити наші передбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що вковалентних молекулах, в яких неспарені електрони одного атома стають спареними з електронами окружащих атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. ВЯк приклад розглянемо атом неону, у якого є чотири пари електронів у зовнішній оболонці. Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі,якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням, то не буде кореляції між двома конфігураціями електронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
У атомів елементів третього і наступнихперіодів валентний рівень значно більш ємний і теоретично може містити максимально дев'ять пар електронів. Однак відомо, що атоми елементів третього періоду (Na-Ar) ніколи не містять більше шести пар електронів. Ранее вже було показано, що пари електронівбудуть мати максимум імовірності знаходження в вершинах октаедра, і, очевидно, можна припустити, що вони будуть ефективно заповнювати доступне простір третім квантовим рівня. Тут важливо ще відзначити, що коли атом такого елемента містить тільки чотири париелектронів на валентному рівні, їх орбіталі можуть бути стиснуті, мабуть, через більшого обсягу, доступного для атомів елементів третього і наступних періодів, з утворенням прямих кутів.
У атомів елементів третього і наступних періодів валентнийрівень значно більш ємний і теоретично може містити максимально дев'ять пар електронів. Однак відомо, що атоми елементів третього періоду (Na-Аг) ніколи не містять більше шести пар електронів. Ранее вже було показано, що пари електронів будуть матимаксимум імовірності знаходження в вершинах октаедра, і, очевидно, можна припустити, що вони будуть ефективно заповнювати доступне простір третім квантовим рівня. Тут важливо ще відзначити, що коли атом такого елемента містить тільки чотири пари електронівна валентному рівні, їх орбіталі можуть бути стиснуті, мабуть, через більшого обсягу, доступного для атомів елементів третього і наступних періодів, з утворенням прямих кутів.
По-третє, виникає несподіване зменшення кутів між зв'язками, коли великі зарозміром ато ми хлору замішаний атоми фтору у з'єднаннях фосфору і миш'я ка. Нарешті, по-четверте, слід вказати на зменшення кутів між зв'язками при переході від водневих з'єднань елементів підгрупи азоту до водневим сполукам халькогенів. Для того щобпояснити ці аномалії, необхідно зробити ряд припущень, деякі з яких вже були введені й обгрунтовані раніше. Валентний рівень атомів елементів другого періоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, тоді як валентний рівень атомів елементівтретьої і наступних періодів може містити і більш чотирьох пар електронів. Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періоду слід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважноготетраедричних кута.
По-третє, виникає несподіване зменшення кутів між зв'язками, коли великі за розміром атоми хлору заміщають атоми фтору у з'єднаннях фосфору і миш'я ка. Нарешті, по-четверте, слід вказати на зменшення кутів між зв'язками при переходівід водневих з'єднань елементів підгрупи азоту до водневим сполукам халькогенів. Для того щоб пояснити ці аномалії, необхідно зробити ряд припущень, деякі з яких вже були введені й обгрунтовані раніше. Валентний рівень атомів елементів другогоперіоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, тоді як валентний рівень атомів елементів третього і наступних періодів може містити і більш чотирьох пар електронів. Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періодуслід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважного тетраедричних кута.
По-третє, виникає несподіване зменшення кутів між зв'язками, коли великі за розміром ато ми хлору замішаний атоми фтору в з'єднанняхфосфору і миш'я ка. Нарешті, по-четверте, слід вказати на зменшення кутів між зв'язками при переході від водневих з'єднань елементів підгрупи азоту до водневим сполукам халькогенів. Для того щоб пояснити ці аномалії, необхідно зробити ряд припущень,деякі з яких вже були введені й обгрунтовані раніше. Валентний рівень атомів елементів другого періоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, тоді як валентний рівень атомів елементів третього і наступних періодів може містити і більшчотирьох пар електронів. Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періоду слід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважного тетраедричних кута.
При цьому необхідно враховувати всі париелектронів. Експериментальні значення кутів між зв'язками в цих молекулах дорівнюють 1095107 1 і 1045 відповідно. Слід очікувати, що СШ буде мати правильну тетраедричних форму з однаковими кутами НСН, так як при цьому чотири зв'язують пари будуть розташовані максимально далеко один від одного. Як і раніше, чотири пари електронів повинні взаємно від-талківаться, що призведе до приблизно тетраедричних конфігурації.
Решта радіуси були потім визначені шляхом екстраполяції та інтерполяції в періодичній таблиці елементів, а також на підставі деяких міркувань, викладених в оригінальній статті. Слід зазначити, що радіуси зростають у кожній групі зверху вниз, як цього і слід було очікувати, однак зміни мають неправильний характер; якщо ж іти уздовж ряду зліва направо, то радіуси зменшуються правильно і поступово. Як легко зрозуміти, таке поступове зменшення відбувається під впливом збільшення заряду ядра, особливо якщо взяти до уваги, що електронна структура для тетраедричних валентності однакова для всіх атомів даного ряду. У всіх випадках тут мається чотири пари зовнішніх поділених електронів, і внутрішня електронна структура однакова. Якщо довільно приписати по одному електрону поділеної пари кожному з ділять їх атомів, то заряд атома буде правильно змінюватися в даному ряду періодичної таблиці.
Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періоду слід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважного тетраедричних кута. Їх кути між зв'язками рідко відхиляються від 1095 більше ніж на кілька градусів. У атомів елементів третього і наступних періодів валентний рівень значно більш ємний і теоретично може містити максимально дев'ять пар електронів. Однак відомо, що атоми елементів третього періоду (Na-Ar) ніколи не містять більше шести пар електронів. Ранее вже було показано, що пари електронів будуть мати максимум імовірності знаходження в вершинах октаедра, і, очевидно, можна припустити, що вони будуть ефективно заповнювати доступне простір третім квантовим рівня. Тут важливо ще відзначити, що коли атом такого елемента містить тільки чотири пари електронів на валентному рівні, їх орбіталі можуть бути стиснуті до освіти прямих кутів, мабуть, через більшого обсягу, доступного для атомів елементів третього і наступних періодів. Тепер можна пояснити зменшення кутів між зв'язками в сполуках СІЦ (1095), NH3 (1073) та Н2О (1045), як виникає з послідовного заміщення зв'язують електронних пар на неподілені пари.
Чотири париелектронів розташовуються з максимальною вірогідністю в кутах тетраедра. Абсолютно правильні структури СН4 NHl, SiCl4 GeF4 та ін підтверджують цей прогноз.
Чотири пари електронів розташовуються з максимальною вірогідністю в кутах тетраедра. SiCU, Gep4 та іншіпідтверджують це передбачення.
Чотири пари електронів розташовуються з максимальною вірогідністю в кутах тетраедра. Абсолютно правильні структури СН4 NH4 SiCl4 GeF4 та ін підтверджують цей прогноз.
Чотири пари електронів розташовуються з максимальноюймовірністю в кутах тетраедра.
Перекривання 2-орбіталі. Внаслідок цього чотири пари електронів прагнуть розташуватися в просторі таким чином, щоб дія сил відштовхування зводилося до мінімуму Зокрема, зменшенню взаємного відштовхування можесприяти включення в зв'язуючі МО валентної 2-орбіталі атома азоту.
У таких структурах чотири пари електронів, що оточують центральний атом, включають всі його валентні електрони, так що в d - подоболоч-ке перехідного елемента не залишається неподілених rf -електронів.
Взаємна орієнтація зв'язків і неподілених пар електронів в молекулах Н2О, NHa, СШ по моделі відштовхування електронних пар. У молекулі СН4 чотири пари електронів утворюють чотири зв'язку атома вуглецю з атомами Н, спрямовані до вершин тетраедра.
Вмолекулі СН4 чотири пари електронів утворюють чотири зв'язку атома вуглецю з атомами Н, спрямовані до вершин тетраедра.
Ковалентні радіуси атомів за Полінгом. У молекули МНз також чотири пари електронів - три в'язевих і одна неподілені. Знову маємо тетраедр, вцентрі його атом N, в трьох вершинах атоми Н, четверта зайнята неподіленою парою. Так як неподіленої пари не цілком еквівалентна в'язевий парі, кут при вершині молекули МНз дещо менше тетраедричних. І в молекулі Н2О чотири локалізовані пари, з них двінеподілені. Атом Про займає центр тетраедра, два атоми Н і дві неподілені пари - його вершини. Ця концепція не має принципових переваг перед концепцією гібридизації у методі локалізованих пар і не завжди її пророкування вірні. Нарешті, завжди залишаєтьсяможливість оцінити конфігурацію молекули порівняльним методом, заснованим на періодичному законі, і це один з найбільш надійних способів.
Дві молекули хлору, розташовані на відстані вандерваальсови радіусу. схема показує відмінність міжвандерваальсови і ковалентним радіусами. Кожен атом хлору має у зовнішній оболонці чотири пари електронів. Середня точка між двома ядрами лежить на відстані 99 пм від кожного ядра і являє собою середнє положення поділеної пари. Коли стикаються дванезв'язаних атома хлору, то в області між ядрами виявляються дві неподілені пари електронів; вандерваальсов радіус визначає область, яка в основному охоплюється функцією розподілу електронів для даних неподілених пар.
У всіх своїхз'єднаннях азот має у валентній оболонці чотири пари електронів.
Валентний рівень атомів елементів другого періоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, а валентний рівень атомів елементів третього і наступних періодів може містити ібільше чотирьох пар електронів.
Тут точки умовно позначають електрони, що належали вуглецю, а хрестики - водню і таким чином чотирьом валентним штрихам відповідають чотири пари електронів. Один електрон кожної пари належить вуглецю, а інший - водню.Однак чому освіта електронних пар супроводжується виділенням великої енергії, було не ясно. Можна було б припустити, що ця енергія є результатом взаємодії власних магнітних моментів електронів (в гл.
Серед споріднених систем, що маютьвузловий атом азоту в якості єдиного гетероатома, тільки індолізін (в більш ранній літературі часто званий пірроколіном) має нейтральну повністю сполучену 10я - електронну систему, що включає чотири пари електронів чотирьох подвійних зв'язків інеподілену пару електронів атома азоту, як і в індол. Хінолізін - неароматичних з'єднання, і хоча наявний насичений атом заважає сполученню, однак катіон хінолізінія, утворений формально в результаті втрати гідрид-іона хінолізіном, володіє ароматіч -:Юя-електронною системою: він повністю ізоелектронних нафталіну, а по-Арядом на атомі азоту є наслідком наявності заряду в ядрі. Аналогічно пірролізін, який вже ароматичне з'єднання - пірол з сс-винильной заступником, перетворюючись на аніон, стаєЮтг-елекгрон функціональною системою.
Діаграма Уолша. Відповідно до цієї теорії електронні хмари зв'язків і хмари неподілених пар вибирають напрямки, при яких їх відштовхування мінімально. У молекули NH3 також чотири пари електронів - три в'язевих і одна неподілені. Зновумаємо тетраедр, в центрі його атом N, в трьох вершинах атоми Н, четверта зайнята неподіленою парою. Так як неподіленої пари не цілком еквівалентна в'язевий парі, кут при вершині молекули NH3 дещо менше тетраедричних. І в молекулі Н2О чотири локалізовані пари, зних дві неподілені. Атом Про занімет центр тетраедра, два атоми Н і дві неподілені пари - його вершини.
Гексагональна структура арсеніду нікелю (В8. Показані спрямовані зв'язку між атомами миш'яку і нікелю. Сполуки цинку, кадмію та ртуті з елементами групикисню утворюються не в результаті передачі електронів, а внаслідок узагальнення двох зовнішніх s - електронів металу з шістьма зовнішніми електронами кисню або його аналогів. Вісім спільних електронів поділяються на чотири пари електронів з антипаралельними спинами,здійснюють чотири Тетраедрично спрямовані водневі зв'язки кожного атома зі своїми чотирма сусідами, що призводить до утворення структур типу цинкової обманки або вюртцита.
Коли всі чотири з цих орбіт використані таким способом для освітизв'язків, вони зазнають гібридизацію. Отже, чотири зв'язку в метані СН4 включають чотири пари електронів, які займають чотири орбіти Is чотирьох атомів водню і перекривають чотири тетраедричних орбіти атома вуглецю.
Два види тривимірних моделеймолекул. а - з тарою i стрижнів. б - з куль. Така геометрична фігура називається тетраедром. Пояснити таку будову можна, припустивши, що чотири пари електронів, що оточують атом вуглецю, прагнуть знаходитися якомога далі один від одного, оскільки всі вонизаряджені негативно.
Хімічна зв'язок в зазначеному комплексному іоні може бути або слабкою іонним зв'язком, або сильною ковалентним зв'язком. У будь-якому випадку можна вважати, що іони брому поставляють чотири пари електронів, які повинні заповнити орбіталі іоназолота. Чи можуть будь-які додаткові експериментальні дані допомогти розібратися в тому, яка з цих можливостей здійснюється на самом деле.
Таке число гідратації знаходиться у відповідності з уявленнями про структуру рідкої води і дозволяєпредставити механізм гідратації складається в заміщенні іоном центральної молекули води в її тетраедр іческой комірці. Капустинський припускає, що при гідратації катіони відтягують від кисню чотирьох молекул води чотири пари електронів, у результаті чого навколокатіона утворюється додатковий шар з восьми електронів. Збільшення радіусу гідратованого іона в порівнянні з кристалографічних на 028 А автор теорії пояснює тим, що, як їм було встановлено, товщина восьміелектронного шару (за винятком шару К)становить 020 А, а різниця в 008 А є наслідком відмінності в координації іонів в кристалічній решітці і в розчині. Відповідно при гідратації аніонів відбувається відтягування чотирьох пар електронів завдяки утворенню водневих зв'язків з чотирмамолекулами води. Цьому відповідає зменшення розмірів аніонів на 028 А.
Цікаво відзначити, що модель, засновану на спрямованих валентних орбіталях, можна використовувати при повному винятків з неї cf - орбіталей. Для молекул, в яких навколо центрального атомазнаходяться дві, три або чотири пари електронів, підхід в точності збігається з тільки що розглянутим, і обидві моделі ідентичні. Вони відрізняються у всіх випадках, де в попередній моделі спрямованих валентностей використовується одна або більше число d - орбіталей. Для молекулАВ4Е - типу, таких, як SF4 де навколо атома А зосереджується п'ять пар електронів, аргументація полягає в наступному. Атом сірки використовує свої рх - і ру-орбіталі для освіти одинарних двухцентрових двухелектронних зв'язків з двома екваторіальними атомами фтору, а двааксіальних атома фтору пов'язані тільки за рахунок рг-орбіталі сірки. При цьому близький до лінійного фрагмент FSF описується як система з трехцент-ровой четирехелектронной зв'язком (див. розд. Залишилася пара електронів, як припускають, займає Ss-орбіталь сірки і не маєістотного значення в утворенні зв'язків. Для молекул типу ABsE (наприклад, BrFs) припускають, що аксіальна зв'язок А-В утворюється за участю рг-орбіталі атома А і є звичайною двухелектронной двухцентрових зв'язком. Решта чотири А-В - овязі розглядаються якдві пари трехцентрових четирехелек нних зв'язків, що утворюються за рахунок реї - і ру-орбі-талей атома А. І знову неподіленої пари електронів займає s - орбіталь атома А.
Разние пари електронів відштовхуються один від одного і внаслідок цього прагнуть зайняти впросторі найбільш симетричні положення; якщо є більше однієї неподіленої пари, то останні зазвичай прагнуть розташуватися якомога далі один від одного. Для води, аміаку й метану це правило, очевидно, пророкує вже розглянуті вище структури,оскільки в кожній з цих молекул є по чотири пари електронів, що займають положення в чотирьох вершинах тетраедра. У разі води два положення зайняті усуспільненими парами електронів, так що вода повинна бути не лінійної, а кутовий молекулою. Аналогічно у випадкуаміаку три водню знаходяться в трьох вершинах тетраедра, так що аміак є не плоскою, а пірамідальної молекулою. Нарешті, для метану з чотирма усуспільненими парами передбачається істинна тетраедричних структура.
Частина вільних розпушуєорбіталей заповнена електронами, спочатку наявними у іона платини. Чотири пари електронів займають найнижчі рівні енергії молекулярних орбіталей і утворюють а-зв'язку.
При нескінченному розбавленні всі іони мають одним до тих же координаційним числомпо відношенню до молекул води. Це дозволяє уявити собі механізм гідратації іонів, як процес заміщення цими іонами молекул води в її рідкій структурі. При цьому чотири пари електронів від чотирьох іонів кисню води при гідратації відтягуються катіоном металу,потужне силове поле якого обумовлює появу нового 8-електронного шару у катіона металу. При гідратації аніонів, навпаки, відбувається втрата аніоном чотирьох пар електронів внаслідок утворення водневих зв'язків з молекулами води. Це підтверджуєтьсядослідженням теплопровідності іонних розчинів при нескінченно розведених. Процес гідратації іонів утруднює тепловий рух молекул води в розчині.
Наявність такої монотонної функції свідчить, що при нескінченному розведенні всі іони маютьодним і тим же координаційним числом, яке, у згоді з даними Самойлова, Капустинський приймає рівним чотирьом. Таке число гідратації знаходиться у згоді з уявленнями про структуру рідкої води і дозволяє представити механізм гідратації складається взаміщенні іоном центральної молекули води в її тетраедричних комірці. Капустинський припускає, що при гідратації катіони відтягують від кисню чотирьох молекул води чотири пари електронів, у результаті чого навколо катіона утворюється додатковий шар з восьмиелектронів.
Распределеніе електронів в атомі нікелю (о, в ізольованому іоні Ni2 (б, в і в іонах Mi24 -, що входять в тетраедричних (г і плоско-квадратний (д комплекси. Так, для двовалентного нікелю характерно координаційне число чотири, проявляється в тетраедричнихі плоско-квадратної кристалічної структурах. При координаційній числі чотири навколо комплексообразователя розташовані чотири чи-ганда, які, будучи донорами, надають чотири пари електронів. При утворенні тетраедричних структури ці електрони повиннізнаходитися в стані зр3 - гібридизації, а при утворенні плоскою квадратної - в стані dsp2 - w6 - рідізаціі. На рис. 4.21 а представлено розподіл електронів по рівнях та підрівня в ізольованому атомі нікелю.
У багатьох роботах А. Ф. Капустинського і йогоучнів визначені термодинамічні та структурні характеристики гідратованих іонів. Згідно з уявленнями, сформульованими А. Ф. Капустинським[156], В структурі іонних гідратів, властивих розбавленим водним розчинам, катіони приєднують до собі чотирипари електронів від координованих з ними молекул води. У зв'язку з цим розмір катіона зростає на товщину нового електронного шару, рівну, згідно А. Ф. Капустинський, 028 А. Орієнтація і дія водних диполів в разі аніонів зворотні, що призводить до утворенняводневих зв'язків аніона з молекулами води і зменшенню радіуса на товщину електронного шару. Саме тому, згідно А. Ф. Капустинський, іонні радіуси у водних розчинах відрізняються від кристалохімічних на один і той же числовий інкремент, рівний 028 А дляокатіонов і- 028 А для аніонів. Аналогічна поправка 025 А, що додається до кристалографічних радіусу катіонів і віднімається у разі аніонів при обчисленні теплот іонної гідратації, запропонована в 1952 р. К. П. Міщенко на підставі врахування асиметрії розташування центрів зарядів вді-польний молекулі води.
У багатьох роботах А. Ф. Капустинського і його учнів визначені термодинамічні та структурні характеристики гідратованих іонів. Згідно з уявленнями, сформульованими А. Ф. Капустинським[156], В структурі іонних гідратів,властивих розбавленим водним розчинам, катіони приєднують до себе чотири пари електронів від координованих з ними молекул води. У зв'язку з цим розмір катіона зростає на товщину ноового електронного шару, рівну, згідно А. Ф. Капустинський, 028 А. Орієнтація ідія водних диполів в разі аніонів зворотні, що призводить до утворення водневих зв'язків аніона з молекулами води і зменшенню радіуса на товщину електронного шару. Саме тому, згідно А. Ф. Капустинський, іонні радіуси у водних розчинах відрізняються відкристалохімічних на один і той же числовий інкремент, рівний 028 А для окатіонов і - 028 А для аніонів. Аналогічна поправка 025 А, що додається до кристалографічних радіусу катіонів і віднімається у разі аніонів при обчисленні теплот іонної гідратації, запропонована в 1952м. К. П. Міщенко на підставі врахування асиметрії розташування центрів зарядів в ді-польний молекулі води.
Вище зазначалося, що валентні кути в молекулах Н20 і NH3 не точно відповідають розташуванню /- орбіталей і це обумовлено деякими внеском s - електронів уосвіту хімічного зв'язку. Такий внесок є не що інше, як гібридизація. Електронна будова молекул води й аміаку виражається схемами, показаними на с. Чотири пари електронів в цих молекулах займають чотири орбіталі, які близькі до гібридним. Відмінністьвалентних кутів від тетраедричних пояснюється тим, що гібридизація в даному випадку неповна.
Вище зазначалося, що валентні кути в молекулах Н20 і NH3 не точно відповідають розташуванню р-орбіталей і це обумовлено деякими внеском s - електронів в освітухімічного зв'язку. Такий внесок є не що інше, як гібридизація. Електронна будова молекул води й аміаку виражається схемами, показаними на с. Чотири пари електронів в цих молекулах займають чотири орбіталі, які близькі до гібридним. Відмінність валентних кутів відтетраедричних пояснюється тим, що гібридизація в даному випадку неповна.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженому стані має два, три або чотири неспарених електрона. На жаль, не можна перевірити нашіпередбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що в ковалентних молекулах, в яких неспарені електрони одного атома стають спареними зелектронами окружащих атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. В якості прикладу розглянемо атом неону, у якого є чотири пари електронів у зовнішній оболонці.Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі, якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням, то не буде кореляції між двома конфігураціямиелектронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженому стані має два, три або чотири неспарених електрона. Дожаль, не можна перевірити наші передбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що в ковалентних молекулах, в яких неспарені електрони одного атомастають спареними з електронами навколишніх атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. В якості прикладу розглянемо атом неону, у якого є чотири париелектронів у зовнішній оболонці. Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі, якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням, то не буде кореляціїміж двома конфігураціями електронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженому стані має два, три абочотири неспарених електрона. До жаль, не можна перевірити наші передбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що в ковалентних молекулах, в якихнеспарені електрони одного атома стають спареними з електронами окружащих атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. В якості прикладу розглянемо атом неону, уякого є чотири пари електронів у зовнішній оболонці. Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі, якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням,то не буде кореляції між двома конфігураціями електронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
Дотепер розглядалося таке положення, коли ізольований атом у збудженомустані має два, три або чотири веспаренних електрона. На жаль, не можна перевірити наші передбачення радіального або кутового розподілу електронів для ізольованих атомів, але можна вивчити молекули, утворені цими атомами. Припускають, що вковалентних молекулах, в яких неспарені електрони одного атома стають спареними з електронами окружащих атомів, електрони з паралельними спинами знаходяться якнайдалі один від одного у відповідності з принципом Паулі і принципом нерозрізненості. ВЯк приклад розглянемо атом неону, у якого є чотири пари електронів у зовнішній оболонці. Леннард - Джонс21 на основі принципу Паулі передбачив, що найбільш імовірною конфігурацією кожної четвірки електронів з паралельними спинами є тетраедр. Далі,якщо знехтувати кулонівською відштовхуванням, то не буде кореляції між двома конфігураціями електронів з протилежними спинами, і їх можна буде рівноймовірно знайти в будь орієнтації один щодо одного.
У атомів елементів третього і наступнихперіодів валентний рівень значно більш ємний і теоретично може містити максимально дев'ять пар електронів. Однак відомо, що атоми елементів третього періоду (Na-Ar) ніколи не містять більше шести пар електронів. Ранее вже було показано, що пари електронівбудуть мати максимум імовірності знаходження в вершинах октаедра, і, очевидно, можна припустити, що вони будуть ефективно заповнювати доступне простір третім квантовим рівня. Тут важливо ще відзначити, що коли атом такого елемента містить тільки чотири париелектронів на валентному рівні, їх орбіталі можуть бути стиснуті, мабуть, через більшого обсягу, доступного для атомів елементів третього і наступних періодів, з утворенням прямих кутів.
У атомів елементів третього і наступних періодів валентнийрівень значно більш ємний і теоретично може містити максимально дев'ять пар електронів. Однак відомо, що атоми елементів третього періоду (Na-Аг) ніколи не містять більше шести пар електронів. Ранее вже було показано, що пари електронів будуть матимаксимум імовірності знаходження в вершинах октаедра, і, очевидно, можна припустити, що вони будуть ефективно заповнювати доступне простір третім квантовим рівня. Тут важливо ще відзначити, що коли атом такого елемента містить тільки чотири пари електронівна валентному рівні, їх орбіталі можуть бути стиснуті, мабуть, через більшого обсягу, доступного для атомів елементів третього і наступних періодів, з утворенням прямих кутів.
По-третє, виникає несподіване зменшення кутів між зв'язками, коли великі зарозміром ато ми хлору замішаний атоми фтору у з'єднаннях фосфору і миш'я ка. Нарешті, по-четверте, слід вказати на зменшення кутів між зв'язками при переході від водневих з'єднань елементів підгрупи азоту до водневим сполукам халькогенів. Для того щобпояснити ці аномалії, необхідно зробити ряд припущень, деякі з яких вже були введені й обгрунтовані раніше. Валентний рівень атомів елементів другого періоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, тоді як валентний рівень атомів елементівтретьої і наступних періодів може містити і більш чотирьох пар електронів. Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періоду слід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважноготетраедричних кута.
По-третє, виникає несподіване зменшення кутів між зв'язками, коли великі за розміром атоми хлору заміщають атоми фтору у з'єднаннях фосфору і миш'я ка. Нарешті, по-четверте, слід вказати на зменшення кутів між зв'язками при переходівід водневих з'єднань елементів підгрупи азоту до водневим сполукам халькогенів. Для того щоб пояснити ці аномалії, необхідно зробити ряд припущень, деякі з яких вже були введені й обгрунтовані раніше. Валентний рівень атомів елементів другогоперіоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, тоді як валентний рівень атомів елементів третього і наступних періодів може містити і більш чотирьох пар електронів. Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періодуслід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважного тетраедричних кута.
По-третє, виникає несподіване зменшення кутів між зв'язками, коли великі за розміром ато ми хлору замішаний атоми фтору в з'єднанняхфосфору і миш'я ка. Нарешті, по-четверте, слід вказати на зменшення кутів між зв'язками при переході від водневих з'єднань елементів підгрупи азоту до водневим сполукам халькогенів. Для того щоб пояснити ці аномалії, необхідно зробити ряд припущень,деякі з яких вже були введені й обгрунтовані раніше. Валентний рівень атомів елементів другого періоду (Li-Ne) заповнений, коли він містить чотири пари електронів, тоді як валентний рівень атомів елементів третього і наступних періодів може містити і більшчотирьох пар електронів. Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періоду слід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважного тетраедричних кута.
При цьому необхідно враховувати всі париелектронів. Експериментальні значення кутів між зв'язками в цих молекулах дорівнюють 1095107 1 і 1045 відповідно. Слід очікувати, що СШ буде мати правильну тетраедричних форму з однаковими кутами НСН, так як при цьому чотири зв'язують пари будуть розташовані максимально далеко один від одного. Як і раніше, чотири пари електронів повинні взаємно від-талківаться, що призведе до приблизно тетраедричних конфігурації.
Решта радіуси були потім визначені шляхом екстраполяції та інтерполяції в періодичній таблиці елементів, а також на підставі деяких міркувань, викладених в оригінальній статті. Слід зазначити, що радіуси зростають у кожній групі зверху вниз, як цього і слід було очікувати, однак зміни мають неправильний характер; якщо ж іти уздовж ряду зліва направо, то радіуси зменшуються правильно і поступово. Як легко зрозуміти, таке поступове зменшення відбувається під впливом збільшення заряду ядра, особливо якщо взяти до уваги, що електронна структура для тетраедричних валентності однакова для всіх атомів даного ряду. У всіх випадках тут мається чотири пари зовнішніх поділених електронів, і внутрішня електронна структура однакова. Якщо довільно приписати по одному електрону поділеної пари кожному з ділять їх атомів, то заряд атома буде правильно змінюватися в даному ряду періодичної таблиці.
Тому в заповненому валентному рівні атомів елементів другого періоду слід очікувати великого опору помітним відхиленням кутів між зв'язками від переважного тетраедричних кута. Їх кути між зв'язками рідко відхиляються від 1095 більше ніж на кілька градусів. У атомів елементів третього і наступних періодів валентний рівень значно більш ємний і теоретично може містити максимально дев'ять пар електронів. Однак відомо, що атоми елементів третього періоду (Na-Ar) ніколи не містять більше шести пар електронів. Ранее вже було показано, що пари електронів будуть мати максимум імовірності знаходження в вершинах октаедра, і, очевидно, можна припустити, що вони будуть ефективно заповнювати доступне простір третім квантовим рівня. Тут важливо ще відзначити, що коли атом такого елемента містить тільки чотири пари електронів на валентному рівні, їх орбіталі можуть бути стиснуті до освіти прямих кутів, мабуть, через більшого обсягу, доступного для атомів елементів третього і наступних періодів. Тепер можна пояснити зменшення кутів між зв'язками в сполуках СІЦ (1095), NH3 (1073) та Н2О (1045), як виникає з послідовного заміщення зв'язують електронних пар на неподілені пари.