10. Полярність молекул і звязків. Диполі

^{Якщо зв’язок утворено між атомами одного елементу, то спільні електронні хмари розподіляється у просторі симетрично відносно ядер обох атомів. Такий ковалентний зв’язок називається неполярним або гомеополярним, наприклад, Н – Н, Сl – Cl. Але у випадку утворення зв’язку між атомами різних елементів виникає асиметрія в розподілі електронної густини і, відповідно, заряду і утворюється гетерополярний зв’язок, наприклад, Н – Сl.}

^{Полярністю зв’язку називається наявність електричних зарядів на атомах внаслідок асиметричного розподілу електронної густини між ними. Поляризацією називається зміщення електронної густини відносно ядер атомів в залежності від їх природи і під дією поля сусідніх атомів і молекул (цей фактор має велике значення у органічній хімії). Поляризація виникає також і під впливом зовнішного електромагнітного поля. Отже полярність виникає внаслідок поляризації.}

^{Полярність зв’язку залежить від довжини його і різниці в електро-негативностях атомів, які утворюють зв’язок. Чим більша ця різниця, тим більше полярність. Найбільшу електронегативність мають галогени і Оксиген, тому вони легко перетягують до себе електронну густину зв’язку, утвореного з атомами інших елементів.}

^{В результаті поляризації на атомах утворюється частковий позитивний або негативний заряд, який називається ефективним зарядом (+, –).}

^{Наприклад: + −}

^{Н – СІ}

^{Ефективні заряди змінюються в межах від 0 до 1. Якщо  = 0 молекула неполярна, якщо   1 полярний ковалентний звязок наближується до іонного.}

^{Диполь – це система, яка складається з двох рівних за величиною зарядів протилежного знаку, розташованих на певній відстані один від одного. Сумарний заряд діполя дорівнює нулю. Диполями є полярні молекули або їх фрагменти. Полярність оцінюється за допомогою дипольного моменту () – добутку абсолютної величини заряду і відстані між центрами зарядів та вимірюється у дебаях (D); 1D = 10-18 ел.ст.о..см = 3,33.10–30 Кл.м. Для більшості ковалентних зв’язків величина ефективних зарядів не перевищує 0,3 заряда електрона, а дипольний момент зв’язку – 4 D.}

^{В загальному випадку необхідно розрізняти поняття полярності молекули уцілому і полярності окремих зв’язків. Дипольний момент молекули є векторна величина, яка дорівнює векторній сумі всіх дипольних моментів окремих зв‘язків і неподілених електроних пар в молекулі. Для двохатомних сполук дипольні моменти звязків і молекул збігаються. Наприклад, молекула НСІ і зв’язок Н – СІ полярні, }_зв ^{= } _мол ^{= 1,08 D (рис.5); у лінійній молекулі СО}₂ ^{зв’язок полярний, }_зв ^{(С–О) = 2,7 D, але в цілому молекула неполярна, тому що векторна сума дипольних моментів зв’язків дорівнює 0, }_мол^{= 0. Навпаки, у молекулі Н}₂^{О }_зв ^{(Н–О) = 1,5 D, полярні зв’язки розташовані під кутом 104,5, тому їх моменти взаємно не компенсуються і молекула стає полярною (}_мол ^{=1,84 D).}

^{+ – – + – –}