![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Полярность молекул (типы ковалентных молекул)
Следует отличать полярность молекулы от полярности связи. Для двухатомных молекул типа АВ эти понятия совпадают, как это уже показано на примере молекулы HCl. В таких молекулах чем больше разность электроотрицательностей элементов (∆ ЭО), тем больше электрический момент диполя. Например, в ряду HF, HCl, HBr, HI он уменьшается в той же последовательности, как и относительная электроотрицательность. Молекулы могут быть полярными и неполярными в зависимости от характера распределения электронной плотности молекулы. Полярность молекулы характеризуется значением электрического момента диполя μ мол, который равен векторной сумме электрических моментов диполей всех связей и несвязывающих электронных пар, расположенных на гибридных АО: → → n m m м-лы = å (mсвязи)i + å (mнесвяз.эл.пары)j. i=1 j=1 Результат сложения зависит от полярности связей, геометрического строения молекулы, наличия неподеленных электронных пар. Большое влияние на полярность молекулы оказывает её симметрия. Например, молекула СО2 имеет симметричное линейное строение:
Поэтому, хотя связи С=О и имеют сильно полярный характер, вследствие взаимной компенсации их электрических моментов диполя молекула СО2 в целом неполярна (m м-лы = å mсвязи = 0). По этой же причине неполярны высокосимметричные тетраэдрические молекулы СН4, СF4, октаэдрическая молекула SF6 и т. д. В угловой молекуле Н2О полярные связи О–Н располагаются под углом 104, 5º: → → n=2 m=2 mН2О = å mO–H + å mнесвяз.эл.пары ¹ 0. i=1 j=1 Поэтому их моменты взаимно не компенсируются и молекула оказывается полярной (
Электрическим моментом диполя обладают также угловая молекула SO2, пирамидальные молекулы NH3, NF3 и т. д. Отсутствие такого момента свидетельствует о высокосимметричной структуре молекулы, наличие электрического момента диполя – о несимметричности структуры молекулы (табл. 3.2).
Таблица 3.2 Строение и ожидаемая полярность молекул
На значение электрического момента диполя молекулы сильно влияют несвязывающие электронные пары, расположенные на гибридных орбиталях и имеющие собственный электрический момент диполя
Рис 3.15. Сложение электрических моментов диполя связывающих и несвязывающих электронных пар молекул NH3 и NF3 Неполярную молекулу можно сделать полярной. Для этого её надо поместить в электрическое поле с определенной разностью потенциалов. Под действием электрического поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов смещаются и возникает индуцированный или наведенный электрический момент диполя. При снятии поля молекула опять станет неполярной. Под действием внешнего электрического поля полярная молекула поляризуется, т. е. в ней происходит перераспределение зарядов, и молекула приобретает новое значение электрического момента диполя, становится ещё более полярной. Это может происходить и под влиянием поля, создаваемого приблизившейся полярной молекулой. Способность молекул поляризоваться под действием внешнего электрического поля называют поляризуемостью. Полярностью и поляризуемостью молекул обусловлено межмолекулярное взаимодействие. С электрическим моментом диполя молекулы связана реакционная способность вещества, его растворимость. Полярные молекулы жидкостей благоприятствуют электролитической диссоциации растворенных в них электролитов. 3.8. Алгоритм выполнения заданий по теме «Химическая связь. Строение молекул» 1. Написать электронные формулы валентных электронов в атомах, входящих в состав молекулы 2. Расположить валентные электроны по квантовым ячейкам в основном или возбужденном состоянии атомов. 3. Определить электроны, участвующие в образовании химических связей (определить валентность атомов элементов). 4. Изобразить перекрывание валентных электронных облаков атомов с учетом возможности их гибридизации и требования их максимального перекрывания. Определить количество, тип связей, механизм их образования. 5. Определить геометрическую форму молекулы (для наглядности изобразить химические связи черточками). Примечания: а) молекулы общей формулы АВ2 с sp-гибридизацией центрального атома А имеют линейную форму:
б) молекулы общей формулы АВ3 с sp2-гибридизацией центрального атома А имеют форму плоского треугольника:
в) молекулы общей формулы АВ4 с sp3-гибридизацией центрального атома А имеют форму тетраэдра:
г) молекулы общей формулы АВ3 (или АВ3Е, где Е – несвязывающая электронная пара центрального атома А) с sp3-гибридизацией центрального атома А имеют форму тригональной пирамиды (NH3, NF3 и другие молекулы, образованные аналогами азота):
д) молекулы общей формулы АВ2 (или АВ2Е2, где Е – несвязывающая электронная пара центрального атома А) с sp3-гибридизацией центрального атома А имеют форму тригональной пирамиды (H2О, H2S и другие молекулы, образованные аналогами кислорода):
е) пункты а), б), в) касаются строения молекул, рассмотренных с применением теории гибридизации Полинга, пункты г) и д) – теории полной гибридизации Джиллеспи. 6. Определить полярность химических связей на основании расчета разности относительных электроотрицательностей (DЭО) элементов: а) если DЭО ¹ 0, mсвязи ¹ 0, связь полярна, нужно указать вектор связи mсвязи; б) если DЭО = 0, mсвязи = 0, связь неполярна и вектор связи mсвязи отсутствует. 7. Определить полярность молекулы (определить электрический момент диполя молекулы mм-лы), используя табл. 3.2: n → m → m м-лы = å (mсвязи)i + å (mнесвяз.эл.пары)j. i=1 j=1 Несвязывающие электронные пары, расположенные на гибридных орбиталях (теория Джиллеспи), имеют собственный электрический момент диполя (направление от ядра центрального атома по оси расположения гибридной АО). а) если mм-лы = 0, молекула неполярна; б) если mм-лы ¹ 0, молекула полярна.
|