Лекции по химии 1 семестр / Тема 3 Хим. связь

3 . П о л я р но с т ь ко в ал е н тн о й с в я з и

одинаковым значением ЭО

( ЭО = 0): Н2, О2 и т.д.

Молекула НСl:

ЭО(Cl) = 3,0 ЭО(Н) = 2,1

связывающая электронная пара смещена в сторону Cl:

эффективный отрицательный заряд (-q) у атома Cl эффективный положительный заряд (+q) у атома Н

электрический диполь.

д л и н а диполя (lД) : расстояние между центрами тяжести эффективных зарядов (+q и –q)

э л е к т р ич е с к и й м о ме н т д и п ол я с в яз и св

(количественная мера полярности связи)

произведение эффективного заряда q на длину диполя lд связи:

положительного полюса к отрицательному.

св некоторых связей

2-х атомные молекулы линейная структура м = св

Если м = св = 0 молекула неполярная Если м = св 0 молекула полярная

Молекула Н2S

угловая структура ( 920)

ЭО(Н) = 2,1 и ЭО(S) = 2,5 связь полярная.

м = св 0 молекула в целом полярная.

Молекула SbН3

Sb…5s25p3

Н 1s1 Н 1s1 Н 1s1

Структура –

тригональная пирамида

Связь полярная,

т.к. Э.О. 0

м = св 0.

молекула в целом

полярная

Гибридизация:

смешение АО с разными (но близкими) энергетическими состояниями, вследствие которого возникает такое же число одинаковых по форме и энергии орбиталей, симметрично расположенных в пространстве.

Если у атома в образовании химических связей участвуют разные по типу АО (s-, p-, d- или f-АО), то химические связи формируются электронами не «чистых», а «смешанных», или гибридных орбиталей.

Перекрывание гибридных АО происходит в большей степени, чем негибридных орбиталей

►химические связи прочнее

►молекула более устойчива.

Гибридная орбиталь:

типы гибридизации АО и структура молекул

Молекула ВеСl2

Сl …3s23р5

Сl …3s23р5

■sp-гибридизация АО Ве , 180о

■пространственная структура линейная.

Cl Be Cl

■ связь полярная св 0, т.к. ЭО Ве и Cl: 1,5 и 3,0

Молекула ВН3

В 2s1 2p2

H 1s H 1s H 1s

■ s-s перекрывание и два p-s перекрывания АО.

■ sp2–гибридизация

АО В

■3 - связи, 120 ,

■связи полярные ЭО = (2.1-2.0) 0.

■структура молекулы - плоский треугольник.

■мол = св = 0 молекула ВН3 - неполярная.

Молекула SiCl4

■1 s-АО и 3 р-АО sp3- гибридизация АО

■структура молекулы тетраэдр, 109,30

■ св= 0 - молекула в целом неполярная.

►Вывод:

▓если гибридные АО центрального атома взаимодействуют

сАО одинаковых атомов, то молекула неполярная

(СН4, ВF3).

▓если гибридные АО взаимодействуют с разными атомами

(CH2Cl2, ВF2Cl), то молекулы полярные,

т. к. величины векторов электрических моментов диполей связей отличаются.

Молекулы NН3 и Н2О

Структура молекул – тетраэдр. Метод ВС не объясняет структуру молекул, определенную методом рентгеноструктурного анализа

sp3 – гибридизация АО азота «N» и кислорода «О».

В 1957 г. Р.Гиллеспи предложил модель отталкивания электронных пар валентной оболочки (ОВЭП)

●Модель предполагает, что электронные пары в валентной оболочке существуют в виде локализованных связывающих и неподеленных пар.

●Несвязывающие и σ- связывающие электронные пары

рассматриваются как равноценные.

●В гибридизации могут участвовать вакантные АО, АО с неподеленными парами электронов и АО с неспаренными электронами.

●Неподеленные электронные пары (НП) влияют на величину

валентных углов силы отталкивания между ними больше, чем между относительно закрепленными электронными парами образующими связь (связывающая электронная пара - СП).

● Уменьшение силы отталкивания электронных пар:

НП-НП НП-СП СП-СП

В молекуле NН3 одна НП уменьшает тетраэдрический угол (109,3о) до 107о, а в молекуле Н2О две НП уменьшают его до 104,5о.

связь, образованная в результате электростатического взаимодействия ионов

■ предельный случай полярной ковалентной связи

анион А-, катион К+

:

▼Каждый ион окружен сферическим электрическим полем, действующим на любой другой ион.

▼Сила взаимодействия ионов определяются величиной их заряда и расстоянием между ними по закону Кулона.

▼ Ион окружает себя наибольшим числом ионов противоположного заряда в определенном порядке, позволяющем занять минимально возможный объем с минимальной потенциальной энергией.

Ионные кристаллы - гигантские полимерные молекулы.

▼ Понятие валентности к ионной связи неприменимо.

Чисто ионная связь не существует - доля ионности связи

( Na+0.9Cl-0.9 )

▼Ионные связи - прочные.

▼Твердые кристаллические вещества ионного типа -

тугоплавкие, высокопрочные, но хрупкие, растворяются

в полярных растворителях (в Н2О).

Формулы (NаСl, СаF2, Аl2(SО4)3 ) - отражают лишь состав.

Взаимодействия между молекулами

Силы И.Ван-дер-Ваальса (голланд.ученый, 1873 г.) –

силы межмолекулярного взаимодействия (взаимодействия между молекулами), проявляющиеся на расстояниях, превосходящих размеры частиц.

три составляющие вандерваальсовых сил:

(в зависимости от природы системы)