Полярні й неполярні молекули
ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
Розділ 3. ХІМІЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК
§ 3.4. Полярні й неполярні молекули
Однобічна поляризація зумовлює нерівномірний розподіл електронної густини в молекулі. Наприклад, у молекулі НСl електронна густина біля ядра хлору вища, ніж біля ядра гідрогену. Електричні центри позитивних і негативних зарядів у молекулі не збігаються в одній точці, а перебувають на деякій відстані l (рис. 3.12). Молекула при загальній нейтральності являє собою електричний диполь
Електрона, ступінь іонності зв’язку 18 %).
Міра полярності зв’язку і молекули – електричний момент диполя μ(“мю”) визначається добутком
μ= ql,
Де q – ефективний заряд; l – довжина диполя.
За міжнародною системою, одиниця електричного моменту диполя виражається значенням 3,33 – 10-30 Кл – м (кулон-метр).
Електричний момент диполя – векторна величина. Напрямок його
Електричні моменти диполів експериментально визначені для різних зв’язків і великої кількості речовини (вони мають значення від 0 до 36,6 ∙10-30 Кл – м).
Слід відрізняти полярність молекули від полярності зв’язку. Для двохатомних молекул типу АВ ці поняття збігаються, як це було показано на прикладі молекули НСl.
У таких молекулах чим більша різниця електронегативностей елементів, тим більший електричний момент диполя.
Рис. 3.12. Полярна молекула зі сталим електричним моментом диполя
Рис. 3.13. Геометричне додавання електричних моментів диполів зв’язків у молекулах СО2 (а) і води (б)
У багатоатомних молекулах зв’язок між атомами може бути полярним, а самі молекули залежно від просторової будови можуть бути як полярними, так і неполярними. Електричний момент диполя в таких молекулах визначається числом полярних зв’язків і їх напрямленістю. Він дорівнює векторній сумі моментів диполя окремих зв’язків. Наприклад, електричний момент диполя зв’язку 10-30 С=O дорівнює 9 ∙ 10-30 Кл ∙ м, а молекули СО2 – нулю. Це пояснюється тим, що в лінійній молекулі СО2 вектори зв’язків радіально напрямлені від центра, а тому результуючий момент μ дорівнює нулю (рис. 3.13, а). У кутовій молекулі Н2О зв’язки розміщені під кутом 104,5° і векторна сума двох зв’язків виражається діагоналлю паралелограма (додавання векторів виконують за правилом паралелограма сил, рис. 3.13, б). Для води μ = 6,1 – 10-30Кл∙м. Якщо геометрична результуюча векторів різних електричних моментів диполів не дорівнює нулю, то молекула полярна.
У свою чергу, за значенням і напрямком μ деякою мірою можна судити про геометричну будову молекули. Наприклад, для молекули SO2 μ= 5,4 ∙ 10-30 Кл – м. Очевидно, вона, як і молекула води, повинна мати кутову будову.
Молекули, що містять неполярний ковалентний зв’язок, називаються неполярними, або гомеополярними. У таких молекул зв’язуюча електронна хмара розподіляється симетрично між ядрами обох атомів і ядра однаковою мірою діють на неї. Прикладом можуть бути молекули простих речовин, що складаються з атомів одного елемента: Н2, F2, Сl2, О2 тощо. Електричний момент диполя таких молекул дорівнює нулю. Як уже зазначалося, неполярними є багато симетрично побудованих молекул складних речовин, хоча зв’язки між атомами у них полярні. Речовин з неполярним ковалентним зв’язком небагато.
Здатність молекул (і окремих зв’язків) поляризуватися під дією зовнішнього електричного поля називається поляризованістю. Це може відбуватися і під дією поля, створюваного полярною молекулою, що наблизилася. Тому поляризованість має важливе значення в хімічних реакціях.
Завжди важливо враховувати полярність молекули та її електричний момент диполя. Останнімзумовлена реакційна здатність речовин. Як правило, чим більший електричний момент диполя молекули, тим вища реакційна здатність речовини. З електричним моментом диполя пов’язана також і розчинність речовин.
Полярні молекули сприяють електролітичній дисоціації розчинених у них електролітів.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...