Метод валентных связей.
q+ q–
l
Рис.4.7. Схема дипольной молекулы
Степень полярности дипольных молекул характеризуется дипольным момен- том m. m=ql
Сделаем оценку величины дипольного момента полярной ковалентной связи. Рассмотрим такой крайний случай. Если бы область перекрывания (общая электронная пара) полностью сместилась к более электоротрицательному элементу, то заряд диполя q стал бы равен величине заряда электрона q=e=4,8*10–10 ел.ст.ед. (1,6*10–19Кл) При средней длине диполя l=10–8 см величина дипольного момента следующая:
m=q*l= 4,8*10–10 * 10–8 ел.ст.ед.*см = 4,8*10–18 ел.ст.ед.*см
Величину 4,8*10–18 ел.ст.ед.*см принимают за единицу измерения дипольных моментов, названную Дебаем. (Д)
1Д = 4,8*10–18 ел.ст.ед.*см
В системе единиц СИ 1Д=0,33*10–29 К * м. Следовательно в нашем случае m=4,8Д.
Для полярной ковалентной связи величина дипольного момента лежит в интервале:
0< m < 4,8Д.
Например, дипольный момент молекулы СО равен 2,7Д (mсо=2,7Д).
В случае полярной ковалентной связи, смещение электронной плотности к более электоротрицательному элементу, оба атома приобретают частичные заряды, обычно называемые эффективными. Например, в молекуле HF эффективный заряд у водорода равен +0,43, а у фтора –0,43.(H+0,43–F–0,43). В молекуле иодида водорода эффективные заряды значительно меньше (H+0,05–J–0,05). Следовательно, связь в молекуле HJ близка к неполярной. Действительно для этой пары атомов DE=2,21–2,1=0,11.
Значение дипольных моментов некоторых полярных молекул в дебаях:
HJ – 0,38, HCl – 1,03, NH3 – 1,57, H2O – 1,84, HCN – 2,93.
Чем больше дипольный момент, тем тем сильнее выражена полярность молекулы. Дипольный момент имеет направление, а поэтому для сложных молекул дипольный момент складывается как векторная сумма отдельных связей. Так, как в молекуле H2O связи находятся под углом
О
Н Н
Полярность каждой связи О–Н составляет 1,51Д. Дипольный момент молекулы H2O: mН2О =1,84Д (векторная сумма двух связей ОН).
Возможны такие случаи, когда отдельные связи в молекуле полярные, а дипольный момент молекулы равен нулю, например, в СО2. Молекула СО2 линейна О=С=О. Каждая связь СО полярна (2,7Д), но дипольные моменты связей направлены в противоположные стороны (О=С=О) и суммарный дипольный момент равен нулю.
Постоянные дипольные моменты молекул имеют значения от нуля до 10Д. У неполярных молекул нет постоянного дипольного момента (m=0, так как l=0), у полярных m>0 и достигает 3,5–4Д. Дипольный момент ионных молекул достигает 10Д.
s- и p–связи. Насыщаемость связи.
В зависимости от способа перекрывания валентных орбиталей взаимодействую-щих атомов различают s– и p– ковалентные связи.
s–связью называют такую ковалентную связь, для которой область перекрывания находится на линии связывающей центры взаимодействующих атомов, например, в молекулах H2, HCl (рис.4.8.)
Н Н H Cl
а) б)
х х
ss-s–cвязь ss–р–cвязь
Рис.4.8. а) молекула H2 б) молекула HCl.
В обоих случаях область перекрывания лежит на линии “х”, проходящей через центры атомов.
p связь – это такая ковалентная связь, для которой область перекрывания располагается в плоскости перпендикулярной линии, связывающей центры взаимо-действующих атомов.
Смотрите также
Содержание глутаминовой кислоты в камерной влаге
...
Влияние вида катализатора на параметры синтеза метанола
Метанол известен очень давно, его обнаружили когда перегоняли древесину,
примерно в 17 веке.
Именно процесс сухой перегонки и оставался долгое время единственным
способом его получения.
...
Жирорастворимые витамины
Витамины – это
низкомолекулярные органические вещества различной химической структуры, обладающие
разнообразным спектром физиологического действия.
«Vita»
- жизнь, «amin» - азот, то есть ...