4.3. Одна пара "выгоняет" другую

А теперь приглядимся к реакции, в которой встречаются две молекулы и в результате которой каждая превращается в новую молекулу. По большей части в таких реакциях электронные пары тоже сохраняются. Сблизим молекулу хлористого водорода, в которой атомы хлора и водорода делят между собой одну пару электронов в удобной волне, и молекулу аммиака. Как мы уже знаем, у молекулы аммиака есть свободная пара электронов в волне-лепестке. Молекулы сближаются и сцепляются, подобно тому как стыкуются в космосе корабли. Во время этого мимолетного контакта атом водорода переходит к молекуле аммиака. Однако, уходя от атома хлора, он оставляет ему свой электрон, так что обе пары остаются целыми. Так возникают атом хлора с избытком электронов и обедненная электронами молекула аммония. В этой реакции одна пара электронов буквально вырывает водород у другой.

Типичная реакция, в которой электронная пара сохраняется (в атоме хлора и в молекуле аммиака изображены только те волны, которые важны для реакции)

Теперь возьмем молекулу из семьи метана, у которой одну из вершин занимает атом фтора, а в трех других располагаются атомы, которые просто обозначены точками. Вот к молекуле приближается атом фтора с лишним электроном. Подойдя ближе, он попытается установить связь с центральным атомом углерода. Но так как все четыре связи уже заняты, одному из атомов надо уйти из молекулы, чтобы освободить место вновь прибывшему. И тогда уходит тот атом фтора, который был раньше связан с углеродом.

В реакции замещения одна электронная пара 'выгоняет' другую

Особенность этой реакции заключается в том, что атом-захватчик приходит с одной стороны, а тот, кого прогнали, уходит с другой стороны. Поэтому зонтик, образуемый тремя другими атомами, выворачивается. И так же как в случае с настольной лампой, исходная и образующаяся молекулы составляют пару: левая и правая.

В этой реакции замещения одна пара электронов прогоняет другую. В самом деле, атакующий обогащенный фтор несет в волне-восьмерке электронную пару, с помощью которой образуется новая связь, а уходящий атом фтора уносит свою пару, которая служила для обеспечения связи с атомом углерода.