10.4. Енергія зв'язку

Енергія зв 'язку – це фізична величина, що визначається енергією, яку треба витратити, щоб розірвати зв 'язок, або енергією, яка виділяється під час утворення зв 'язку.

Одиниці вимірювання: кілоджоуль на моль (кДж/моль). Енергія зв'язку характеризує його міцність. Чим більша енергія зв'язку, тим він міцніший. З підвищенням кратності зв'язку його міцність зростає, зі збільшенням міцності- довжина зменшується.

Наприклад, енергія С-С зв'язку у етані – 347 кДж/моль; у етилені – 606 кДж/моль; у ацетилені – 831 кДж/моль.

Полярність зв'язку. Полярність зв 'язку – ця характеристика зв'язку визначається асиметричним розподілом спільної електронної хмари щодо ядер обох атомів у напрямку осі зв 'язку.

Ковалентний зв 'язок називається неполярним, якщо спільні електронні пари розташовані симетрично щодо обох ядер, і полярним, коли розміщені несиметрично щодо цих ядер.

Так, у молекулах простих речовин (водень Н₂. кисень O₂ , азот N₂, галогени F₂, Сl₂, Вr₂, J₂) і таких складних, як SіH₄, GеH₄, атоми поєднані неполярним ковалентним зв'язком, а у молекулах інших складних речовин (хлороводень НСl, вода Н₂O, аміак NН₃) – полярним ковалентним.

Неполярні зв'язки утворюються між однаковими атомами або атомами, близькими за електронегативністю. Полярні зв'язки поєднують атоми, що відрізняються за електронегативністю.

Тема 11. Електронегативність та полярність молекул

План:

1. Електронегативність елемента та періодичний закон.

2. Полярність молекул.

11.1. Електронегативність та періодичний закон

Здатність атома хімічного елемента притягувати до себе спільні електронні пари називається електронегативністю.

Електронегативність елемента визначається сумою його енергій іонізації та спорідненості до електрона.

Чим більша електронегативність атома, тим сильніше він притягує спільну електронну пару. Під час утворення ковалентного зв'язку спільні електронні пари змішуються в бік більш електронегативного атома -хлору у молекулі НСl, кисню – в молекулі Н₂O, азоту – в молекулі NН₃ тощо. Внаслідок цього зв'язки поляризуються: на атомі з вищою електронегативністю (Сl, О, N) виникає від'ємний заряд (-q), а на атомі з нижчою (Н) - позитивний (+q). Такі заряди атомів у молекулі називаються ефективними. Експериментально встановлено, що в молекулі НСl q (Сl) = - 0,18; q (Н) = + 0,18.

Електронегативність підлягає періодичному закону. У періоді електронегативність зростає із збільшенням порядкового номера елемента, тобто зліва направо. На початку періоду містяться елементи, електронегативність яких низька (метали), а в кінці – найбільш електронегативні (неметали). У групі електронегативність елементів зменшується із зростанням порядкового номера, тобто згори донизу. Найбільш електронегативним у періодичній системі є фтор. Інертні елементи електронегативності не мають.

За зростанням електронегативності хімічні елементи можна розташувати в такій послідовності:

Rb, К, Na, Li, Sr, Са, Мg, Ве, In, Al, Sn, Gа, Sb, Gа, Sb, Sі, В, Аs, Н, Те, Р, С, Sе, J, S, Вr, Сl, N, О, F.

Електронегативність застосовують як якісну характеристику для визначення напрямку зміщення спільних електронних пар під час утворення молекул, тобто для оцінки полярності хімічного зв'язку в різних сполуках і пояснення їхньої хімічної поведінки. Чим більшою є різниця електронегативностей атомів, що з'єднані, тим полярніший зв'язок ніж ними.