4.2. Зонтик, софа и ванна

В молекуле аммиака три атома водорода и свободная пара электронов занимают четыре вершины тетраэдра, в центре которого находится атом азота

Наиболее простыми реакциями являются те, в которых происходит изменение одной-единственной молекулы. Иногда это всего лишь мимолетное превращение, миг - и вот уже снова молекула становится прежней.

Когда молекула-зонтик аммиака выворачивается, свободная пара электронов не изменяется

В молекуле аммиака атом азота связан при помощи трех волн-лепестков с тремя атомами водорода, занимающими три из четырех вершин тетраэдра, в центре которого расположен атом азота. К четвертой вершине направлена четвертая волна-лепесток, занятая, как мы видели, свободной парой электронов. По виду молекула аммиака похожа на зонтик, который может раскрываться и выворачиваться. Это очень легкое превращение, и молекула аммиака выворачивает свой зонтик почти десять миллиардов раз в секунду. Такое выворачивание сопровождается изменением направления волны, несущей свободную электронную пару атома азота, но сама пара при этом остается нетронутой.

Превращения скелета из шести атомов углерода в молекуле циклогексана: электронные пары остаются без изменения

Скелет молекулы циклогексана представляет собой кольцо из шести атомов углерода. Эти атомы связаны между собой простой связью, причем на каждую связь приходится по одной паре электронов. Когда молекула циклогексана покоится, она похожа на кресло, отличающееся большой гибкостью. Стоит только дать молекуле немного энергии, как кресло тут же деформируется. Подобно какому-то изменчивому существу, оно превращается сначала в софу, а потом в ванну. И при всех этих превращениях электронные пары, которые обеспечивают связи между атомами углерода, перемещаются, но не разрываются. Ожерелье электронов, как жемчужное ожерелье, меняет только свою форму.