13. Полярность связи. Полярность молекул и их дипольный момент.

Предположим, что мы имеем соединение АB. Оба элемента с большими значениями электроотрицательности ( ).

=> общая электронная пара в молекуле смещена от атома B к атому А. Электронейтральность нарушается, в молекуле появляются положительный (B) и отрицательный (A) полюса.

Такая система носит название диполь – полярная молекула (система из двух разноименных, одинаковых по величине зарядов, находящихся на малом расстоянии). Ковалентная связь – полярная.

Основная характеристика диполя – дипольный момент. µ=ql

q-значение заряда электрона

l- расстояние между центрами положительного и отрицательного зардов в молекуле

Примеры полярных молекул-диполей: и др.

Чем больше плечо l, тем полярнее молекула.

можно представить как произведение некоторой величины D (единицы Дебая) на

Для ионных соединений D=4-11 единиц, для полярных D=0-4 единиц.

Полярность связи – вектор, направленный от отрицательного полюса к положительному, происходит взаимное уничтожение векторов.

14. Донорно-акцепторный механизм ковалентной связи. Комплексные соединения.

Донорно-акцепторная связь (ДАС) – разновидность ковалентной связи.

Выделяют соединения первого порядка (или валентно-насыщенные соединения) Пример: H2O, AgCl, NH3, HCl, KJ, CuSO4, FeCl3 и т.д. Реагируя друг с другом дают соединения высшего порядка (или комплексные соединения).

В комплексных соединениях проявляются ДАС. Рассмотрим пример:

Азот в NH3 – донор, водород в HCl – акцептор.

Комплексное соединение – соединение высшего порядка, возникающее из соединений первого порядка без образования новых электронных пар, а за счет проявления хотя бы одной ДАС.

______________________________________

Рассмотрим пример [Cu(NH3)4]SO4.

Cu-комплексообразователь, 4-координационное число. ( )- внутренняя сфера, [ ]-внешняя сфера, NH3-лиганды.

Координационное число для комплексного соединения имеет тот же смысл, что валентность в обычных соединениях. Принимает значения от 1-12 (кроме 10 и 11).

______________________________________

Предложено 2 теории возникновения комплексных соединений. Первая – Полинг – теория валентных связей.

Вторая – Бете – теория кристаллического поля.

Согласно первой, комлексообразователь, координирующий лиганды вокруг себя, имеет вакантные орбитали. Т.е. образование комплексных соединений – результат проявления ДАС,

Согласно второй, связь в комплексах – электростатическая, т.е. взаимодействие типа «ион-ион» или «ион-диполь».

_______________________________________

Константа равновесия (нестойкости) Кн:

В квадратных и фигурной скобках концентрации ионов. Чем меньше значение Кн, тем более прочен комплексный ион.

15. Межмолекулярное взаимодействие. Водородная связь.

Водородная связь наблюдается при взаимодействии атома водорода с атомами сильно электроотрицательных элементов – F, O, N, Cl, S.

Природа этой связи до конца не изучена: проявление сил межмолекулярного взаимодействия, но характер сил – электростатический.

В случае возникновения водородной связи водород ведет себя как двухвалентный элемент.

Наличие водородных связей объясняет так называемые аномальные свойства воды:

1. макс. плотность при температуре +4.

2. вода обладает наибольшей теплоемкостью из известных жидкостей.

При нагреве воды значительная часть энергии затрачивается на разрыв связей, отсюда и повышенная теплоемкость.

_________________________________________

Между молекулами в газах, жидкостях и твердых телах действуют одновременно силы отталкивания и притяжения.

Проявление сил отталкивания – результат взаимодействия заполненных электронных оболочек, эти силы действуют на очень малых расстояниях и быстро убывают с увеличением расстояния.

A и n (12) – эмпирические константы, r – расстояние между частицами.

Теоретически лучше изложены силы притяжения. Различают ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия.

Ориентационное. Имеет место между молекулами – ярко выраженными диполями.

k – константа Больцмана, «ню» - дипольные моменты молекул.

Индукционное. Если одна из молекул полярна, вторая – неполярна, но легко поляризуема.

«альфа» - коэффициент поляризации.

Дисперсионное. Возникновение мгновенных диполей.

I – потенциал ионизации, h – постоянная Планка.

В общем силы притяжения могут быть представлены как B и m (6) – константы.

Суммарная энергия