31. Основные характеристики молекул: полярность и поляризуемость молекул.
Полярность молекул
Молекулы, которые образованы атомами одного и того же элемента, как правило, будут неполярными, как неполярны и сами связи в них. Так, молекулы Н2, F2, N2 неполярны.
Молекулы, которые образованы атомами разных элементов, могут быть полярными и неполярными. Это зависит отгеометрической формы. Если форма симметрична, то молекула неполярна (BeH2, BF3, CH4, CO2, SO3), если асимметрична (из-за наличия неподелённых пар или неспаренных электронов), то молекула полярна (NH3, H2O, SO2, NO2).
При замене одного из боковых атомов в симметричной молекуле на атом другого элемента также происходит искажение геометрической формы и появление полярности, например в хлорпроизводных метана CH3Cl, CH2Cl2 и CHCl3 (молекулыметана CH4 неполярны).
Полярность несимметричной по форме молекулы вытекает из полярности ковалентных связей между атомами элементов с разной электроотрицательностью. Как отмечалось выше, происходит частичный сдвиг электронной плотности вдоль оси связи к атому более электроотрицательного элемента Чем больше разность электроотрицательностей элементов, тем выше абсолютное значение заряда δ и тем болееполярной будет ковалентная связь.
В симметричных по форме молекулах (например, BF3) "центры тяжести" отрицательного (δ−) и положительного (δ+) зарядов совпадают, а в несимметричных молекулах (например, NH3) - не совпадают: <здесь - рис. в тексте на с.280, правая полоса, верхний>
Вследствие этого в несимметричных молекулах образуется электрический диполь - разнесённые на некоторое расстояние в пространстве разноименные заряды, например, в молекуле воды
Поляризуемость атомов, ионов и молекул, способность этих частиц приобретать дипольный момент р (см. Диполь) в электрическом поле Е. Появление р обусловлено смещением электрических зарядов в атомных системах под действием поля Е; такой индуцированный момент р исчезает при выключении поля (понятие П. не относят, как правило, к частицам, обладающим постоянным дипольным моментом, например к полярным молекулам). У полярных молекул, обладающих постоянным дипольным моментом в отсутствие поля, наведенный дипольный момент векторно складывается с постоянным.
Различают несколько видов П. Электронная П. обусловлена смещением в поле Еэлектронных оболочек относительно атомных ядер; ионная П. (в ионных кристаллах) — смещением в противоположных направлениях разноимённых ионов из положения равновесия; атомная П. обусловлена смещением в поле Е атомов разного типа в молекуле (она связана с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Температурная зависимость этих видов П. слабая: с ростом температуры П. несколько уменьшается.
32. Обменный механизм образования ковалентной связи
Ковалентная связь – химическая связь, образованная обобществленной парой электронов.
ОБМЕННЫЙ МЕХАНИЗМ - в образовании связи участвуют одноэлектронные атомные орбитали, т.е. каждый из атомов предоставляет в общее пользование по одному электрону:
ДOНОРНО-АКЦЕПТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ - образование связи происходит за счет пары электронов атома-донора и вакантной орбитали атома-акцептора:
При образовании связи по донорно-акцепторному механизму образуются одновременно и ковалентная связь, и ионная. Условия образования связи по донорно-акцепторному механизму: 1) наличие у одного из атомов неподеленной пары валентных электронов; 2) наличие у другого атома свободной орбитали на валентном подуровне. Донорно-акцепторный механизм образования связи распространен довольно широко. Особенно часто он встречается при образовании соединений d-элементов. Атомы почти всех d-элементов имеют много свободных валентных орбиталей. Поэтому они являются активными акцепторами электронных пар.