8. Полярность молекул. Геометрическая структура молекул

При образовании полярной ковалентной связи смещение общего электронного облака приводит к тому, что плотность отрицательного электрического заряда оказывается выше вблизи более электроотрицательного атома и ниже - вблизи менее электроотрицательного. В результате первый атом приобретает избыточный положительный заряд, а второй, такой же по абсолютной величине, избыточный отрицательный заряд. Подобную систему из двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, называют электрическим диполем.

Напряженность поля, создаваемая диполем, пропорциональна дипольному моменту молекулы, представляющему собой произведение абсолютного значения заряда электрона

q(1,60 × 10 Кл) на расстояние l между центрами положительного и отрицательного зарядов в диполе: = q1

Дипольный момент молекулы служит количественной мерой ее полярности.

Дипольные моменты молекул обычно измеряют в дебаях (D).

1 D = 3,33 × 10 Кл · м .

ПРИМЕР 1. Длина диполя НСl равна 0,22 × 10см. Вычислить дипольный момент молекулы.

Решение. q = 1,60 × 10 Кл. l= 2,2 × 10 м;

 = × l = 1,60 × 10 × 2,2 × 10= 3,52 × 10 Кл·м =

= 3,52 × 10 / 3,33 × 10D = 1,06 D.

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО ЗАДАЧИ 19-20

9. Ионная связь. Поляризация ионов

Ионная связь не обладает направленностью и насыщаемостью. Поэтому у ионных соединений проявляется склонность к ассоциации. Все ионные соединения в твердом состоянии образуют твердые кристаллические решетки, в которых каждый ион окружен несколькими ионами противоположного знака. При этом все связи иона равноценны.

Поляризация иона выражается в относительном смещении ядра и окружающих его электронов внешней электронной орбитали под действием электрического поля соседнего иона, при этом валентные электроны смещаются в сторону катионов. Подобная деформация электронной орбитали приводит к понижению степени ионности связи и к превращению ее в полярную ковалентную связь.

Поляризуемость ионов - способность деформироваться под действием внешнего электрического поля. При одинаковом абсолютном значении заряда и равных радиусах ионов поляризуемость анионов больше поляризуемости катионов. Поляризуемость ионов с аналогичным электронным строением возрастает с ростом ионного радиуса (с увеличением числа электронных слоев). При одном и том же заряде и одинаковом радиусе ионов поляризуемость ионов с 18-электронной оболочкой (например Cu, Cd) выше, чем ионов с благородногазовой электронной оболочкой (элементы 2 и 3 периодов главных подгрупп).

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО ЗАДАЧИ 21-26

10. Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие

Атом водорода, соединенный с атомом сильно электроотрицательного элемента, способен к образованию между двумя молекулами связи через водород, которая называется водородной связью. Наличие водородных связей приводит к заметной полимеризации воды, фтороводорода и многих органических соединений. Например, фтороводород - полимер (HF), где n может доходить до шести.

Энергия водородных связей обычно равна 8 - 40 кДж/ моль. Наличие водородных связей является причиной аномально высоких температур кипения и плавления некоторых веществ, так как на разрыв водородных связей требуется дополнительная затрата энергии.

В веществах с молекулярной кристаллической решеткой проявляется межмолекулярное взаимодействие, а силы называются силами Ван-дер-Ваальса.

Они слабее сил ковалентной связи, но проявляются на больших расстояниях. В их основе лежит электростатическое взаимодействие молекулярных диполей.

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО ЗАДАЧИ 26-27