11.2. Полярність молекул

Полярність молекул залежить від полярності окремих зв'язків і їхнього положення в молекулі, тобто від будови молекул.

Молекули простих речовин (Н₂, N₂, F₂ Сl₂), утворені неполярними ковалентними зв'язками, неполярні. Молекули складних речовин можуть бути полярними та неполярними.

У неполярних молекул "центри тяжіння" електронної хмари та позитивних зарядів ядер збігаються, а у полярних – ні. Тому полярні молекули можна розглядати як електричні диполі, де заряди, різні за знаком, але однакові за значенням, знаходяться на певній відстані один від одного.

До речовин з неполярними молекулами належать: діоксид вуглецю СО₂, метан СH₄, бензол С₆Н₆, а полярними молекулами - діоксид сірки SO₂, вода Н₂O, аміак NH₃, етиловий спирт С₂Н₅ОН тощо.

Електричний момент диполя – це фізична величина, що визначається добутком заряду q і відстані l між центрами позитивного та негативного зарядів у молекулі:

P = ql,

де р – електричний момент диполя, одиниця вимірювання: Кл х м (кулон на метр).

Електричний момент диполя в молекулі залежить від її будови. За наявністю чи відсутністю електричного моменту диполя можна робити висновки щодо геометричної будови молекули. Так, молекула СO₂ неполярна, хоча зв'язки С = О – полярні, тому що вона має лінійну будову (О=С=О). Молекули SO₂ та Н₂O мають електричний момент диполя, оскільки будова їхня є кутовою.

Фізичні властивості молекулярних сполук з ковалентними зв'язками. Молекулярні сполуки з ковалентними зв'язками за звичайних умов можуть мати різний агрегатний стан: твердий (йод J₂, сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁ тощо), газоподібний (хлор Сl₂, кисень O₂, аміак NН₃ тощо). Температура кипіння та плавлення цих молекулярних сполук низькі (порівняно зі сполуками з іонним та металічним зв'язком).

Тому молекулярні сполуки, як правило, леткі. Речовини, молекули яких полярні, мають вищі температури кипіння та плавлення, ніж речовини з неполярними молекулами. Вони розчиняються в полярних розчинниках, наприклад, у воді. Це пояснюється взаємним притяганням полярних молекул. Речовини, молекули яких неполярні, як правило, розчиняються в неполярних розчинниках (бензині, чотирихлористому вуглеці), але можуть розчинятися і в полярних розчинниках. Так, йод не розчиняється у воді, але розчиняється в ССl₄ і спиртах.

Тема 12. Іонний зв’язок

План:

1. Особливості іонного зв’язку.

2. Характеристика іонного зв’язку.

12.1. Іонний зв'язок

Під час утворення сполук з елементів, значення електронегативностей яких дуже відрізняються, спільні електронні пари повністю зміщуються до більш електронегативного атома. У результаті утворюються іони.

Наприклад, під час горіння натрію в хлорі неспарені електрони s-орбіталі атома натрію та р-орбіталей атома хлору утворюють спільну електронну пару, яка повністю зміщується до атома хлору і приєднує цей електрон. Внаслідок цього виникають нетрій-іон Nа⁺ та хлорид-іон Сl.

Іони – це заряджені частки, на які перетворюються атоми в результаті втрати або приєднання електронів .

Заряд негативного іона (аніона) дорівнює числу електронів, які атом приєднав, заряд позитивного іона (катіона) – числу електронів, що атом втратив. Протилежно заряджені іони притягуються один до одного і утворюють іонні сполуки.

Сполуки, які утворюються з іонів, називаються іонними. Зв'язок між іонами – це іонний зв'язок.

Процес віддачі електронів називається окисленням, приєднання – відновленням.

Таким чином, іонний зв'язок виникає за рахунок електростатичного притягання протилежно заряджених іонів, які утворилися внаслідок процесів окислення та відновлення атомів.

Форми існування іонних сполук.

Утворені сполучення іонів NаСl, Lі₂O, Са₃Р₂ – це іонні асоціати. У вигляді молекул вони існують тільки в газоподібному стані (за високих температур). Форма існування сполук за звичайних умов – це тверді кристалічні речовини. В їхніх кристалічних ґратках знаходяться іони. Кожний іон оточений певним числом протилежно заряджених іонів. Це число називається координаційним числом іона. Іонні речовини утворюються під час сполучення не лише одноатомних, а й багатоатомних іонів.

Формули NаОН, Li₂O, Са₃Р₂ тощо – це емпіричні формули, що відображають молярне співвідношення іонів у кристалі.

Однак між іонами і ковалентним зв'язком немає різкої межі. Іонний зв'язок можна розглядати як граничний випадок ковалентного полярного зв'язку. У багатьох сполуках зв'язок ніж атомами має проміжний характер між іонним і ковалентним. Чим більша різниця електронегативностей елементів, тин більший ступінь іонності зв'язку. Вважається, що коли різниця електронегативності елементів дорівнює 2,1, ступінь іонності зв'язку становить 50%. Зв'язки вважають іонними, якщо різниця електронегативностей елементів, що утворюють цей зв'язок, більша за 2,1.