Насколько наша операция энергетически оправданна?

Книги - Тверже алмаза

User Rating: / 0
PoorBest 

Для чего это нужно? Если атомы не связаны (а мы договорились связи разорвать), то между ними возникают силы отталкивания, стремящиеся увеличить межатомное расстояние. И наша операция этим силам, теперь расстояние между атомами азота гораздо больше полутора ангстрем. Азот стал трехвалентным, таким же, как в аммиаке или алкиламинах,

Давайте подумаем. У атома азота, заместившего углерод в алмазе, пять валентных электронов. А связей всего четыре. Поэтому один из электронов всегда лишний. И ведет он себя не нейтралом, отнюдь нет. Занят он тем, что разрыхляет одну из связей, существенно ее удлиняя. Подсчитано, что удлинение это составляет около 10-20 %.

Когда два атома азота сходятся в пару, образуя -4-центр, в такой системе уже два лишних электрона. Казалось бы, что им стоит образовать между собой лишнюю связь, сделать из ординарной связи двойную. Не тут-то было, все связующие орбитами уже заняты. И оба электрона вынуждены теперь заниматься ослаблением существующих связей. Поэтому, когда одну из связей в системе удается ликвидировать совсем, сделав остальные шесть полноценными, такая операция вполне оправданна. Единственное условие здесь -надо высвободить силы отталкивания и развести уже несвязанные атомы. Но развод атомов вносит существенные напряжения в окружающую структуру и, следовательно, сопровождается энергетическими затратами.