Полярността на молекули (типове ковалентни молекули)
Необходимо е да се прави разлика полярността на молекулите на полярността на връзката. За двуатомни молекули тип АВ, тези понятия са същите, както вече е показано в Пример HCl молекула. В такива молекули, по-голямата разлика в електроотрицателност елементи (# 8710; ЕО), по-голяма електрическа диполен момент. Например, в серия от HF, HCI, HBr, HI намалява в същата последователност като относителната електроотрицателност.
Молекулите могат да бъдат полярни и неполярни, в зависимост от естеството на разпределението на електронната плътност на молекулата. Полярност молекули, характеризиращи се със стойността на електрическата диполен момент # 956; т. която е равна на сумата от вектор електрически дипол моменти на връзки и необвързващи двойки електрони в молекули. Резултатът от допълнение зависи от полярността на връзките, геометрична структура на молекулата, присъствието на несподелени електронни двойки. Голямо влияние върху полярността на молекулата има симетрия.
Например, линейна CO2 молекула има симетрична структура:
Следователно, докато С = О и имат силно полярен характер, поради взаимното компенсиране на техните електрически дипол моменти на молекулата на СО2 обикновено неполярен (). Поради тази причина, неполярен силно симетричен тетраедални CH4 молекула. CF4. осмостенно молекула SF6 и т. г.
За разлика в ъгъла на H2O молекули полярни връзки О-Н са под ъгъл 104,5º. Затова си моменти не се анулират взаимно и молекулата е полярна ().
Електрически диполен момент също проявяват ъглов SO2 молекула. пирамидална NH3 молекули. NF3 и т. Г. отсъствието на такъв момент
показателни за висока симетрична структура на молекулата, наличието на електрически диполен момент - (. виж таблица 3.2) асиметрията на молекулна структура.
Структура и очакваното полярност на молекулите
От стойността на електрическата диполен момент на молекулите силно влияе необвързващи електронни двойки. Например, NH3 и NF3 молекули са еднакво триъгълна пирамидална форма, полярност връзки N-Н и N-F и приблизително същата. Въпреки това, електрически диполен момент на NH3 е 0.49 · 10 -29 m · CI, NF3 и 0,07 · 10 -29 · Cl m. Това се дължи на факта, че посоката на електрическия диполен момент М-Н свързване и необвързващи електронна двойка NH3 съвпада с допълнение вектор води до голяма електрическа диполен момент. Обратно, в моментите на NF3 N-F връзки и електронна двойка в противоположни посоки, така че те са частично компенсиране на добавянето (фиг. 3.15).
Фигура 3.15. Добавянето на електрически дипол моменти на свързване и необвързващи електронни двойки молекули NH3 и NF3
Неполярен молекула може да бъде полярен. За да направите това, той трябва да бъде поставен в електрическо поле с определена потенциална разлика. Електрическото поле "център на тежестта" на положителните и отрицателните заряди са изместени и там е или предизвикани електрически диполен момент. При отстраняване на полето отново се превръща в неполярна молекула.
Под влияние на външно електрическо поле е полярна молекула е поляризирана, т.е.. Е. Там се среща такса преразпределение, и молекулата се превръща в новата стойност на електрическия дипол момента става още по-полярен. Това може да стане под влиянието на областта създаден настъпването полярна молекула. Способността на молекули поляризира под въздействието на външно електрическо поле, наречено поляризуемост.
Поляритета и поляризуемост на молекулите поради междумолекулни взаимодействия. С електрически диполен момент на молекула свързана реактивност вещество, неговата разтворимост. Полярна течност молекули благоприятстват електролитна дисоциация на разтворени електролити в тях.
Когато два атома, имащи много различни electronegativities, общата електронна двойка може да бъде изместен практически напълно с атом с по-голям Електроотрицателност. В резултат на два заредени частици - две йони, които действат между електростатично привличане сила.
Обратна връзка, която се осъществява чрез образуване на електростатично взаимодействие и противоположно натоварени йони, наречен йон.
Например, йонна връзка възниква между цезий и флуор, в която ЕО разлика е повече от три единици. Типични съединения, притежаващи йонна връзка включват халиди на алкални метали като CsF, CsCl, NaCl.
Йонната връзка се характеризира с:
- Универсален. тъй като електрическото поле има сферична йонна природа и еквивалентни във всички посоки;
- ненаситени. като във взаимодействието на йоните не се извършва пълно взаимно компенсиране на полета сила (фиг. 3.16) йони и запазват способността да взаимодейства електростатично с други йони.
Поради липсата на йонен ориентация връзка и saturability всеки йон е заобиколен от йони на обратен знак, чийто брой се определя от размера и отблъскваща сила като заредени йони. Следователно, съединения с йонни връзки са кристални вещества. Цялата кристал може да се разглежда като един гигантски молекула, състояща се от много голям брой на йони. Само при високи температури, когато веществото преминава в газообразно състояние, йонни съединения могат да съществуват във формата неасоциирани молекули.
Теорията на йонна връзка разработен през 1916 г. от германския учен W. Kossel. Според тази теория, стабилна конфигурация е обвивка на инертен газ и 2 р 6. Всички атома, които участват в химическо взаимодействие, се стреми да придобие стабилен пакет от инертен газ. Когато тази метални атоми дават на валентните електрони, придобиване на предходната инертен газ плик и положителен заряд. Неметални атоми приемат електрони, придобиване на последващо плик от инертен газ и отрицателен заряд. Например:
К 2 3s 4s 3P 6 1 - 1е # 713; К + 3s 3P 2 6;
F 2s 2 2p 5 + 1e # 713; F 2s 2 2p 6.
Пълно прехвърляне на електрони от един атом на друг в действителност не се случи дори в типични йонни съединения - алкални халогениди. Например, в кристална NaCl ефективно отрицателен заряд хлорен атом е само 0.94 електронен заряд; същата абсолютна стойност има положителен заряд и натриев атом. Невъзможно е да се извърши точно границите между йонна връзка и полярен ковалентна връзка, само степента на ionicity на връзката може да бъде оценена, която се определя количествено чрез ефективните заряди на атоми (г) в молекулата. Може да се каже, че йонната връзка е ограничаващ случай на полярните ковалентни връзки, за които ефективно заряд на атома в абсолютна стойност, близка до единица. Смята се, йонна връзка, ако разликата в electronegativities атоми (Deo) е по-голяма от 1.9 или ½d½> 0,5. По този начин, естеството на химична връзка е едно и има разлика между видовете връзки е количествен.
1.Iony имат поляризационен ефект - способността да се деформира, за да измести електрони обвивка съседен йон. До голяма степен те имат тази собственост катиони. Най-поляризиращ действието зависи, от една страна, на радиуса на зареждане и йон, толкова по-голям заряд и по-малък радиус йон, по-силната му поляризиращ ефект. Например:
а) Pb 0 Pb 2+ Pb 4+
R, Å 1.74 1.32 0.84
поляризационен ефект се засилва;
б) Li + Na + K + Rb + Cs +
йонни радиус се увеличава, поляризационен ефект се намалява.
На второ място, толкова повече електрони върху метален катион има външна енергийно ниво, толкова повече му поляризиращ ефект. Например, между: Са2 + (8д # 713) 1, Fe2 + (14е # 713), Zn 2+ (18д # 713) поляризационен ефект на увеличенията на йони.
2. поляризуемост - йон е способността да се деформира под действие на електрическо поле, съседен йон. Y йони със същия заряд и същата структура на външната електрони обвивка на поляризуемост се увеличава с увеличаване на размера на йоните. Например:
а) Li + Na + K + Rb + Cs +
йонни радиус се увеличава, се увеличава поляризуемост;
йонни радиус се увеличава, се увеличава поляризуемост.
-Лесно поляризирани отрицателно заредени йони (аниони). Техните размери в сравнение с увеличава атома, отблъскване между увеличава електрони и увеличава поляризуемост. В първо приближение, можем да предположим, че щамът е подложен само на външната електрони обвивка на йон.
име "метална връзка" The означава, че ние ще се съсредоточи върху вътрешната структура на метали.
Атомите на повечето метали в нивото на външната енергия съдържат малък брой валентните електрони в сравнение с общия брой външни енергично близки орбитали и валентността електрон-Rhone поради ниската йонизация енергията на слабо проведе в атом. Следователно енергично по-изгодно, че електроните не са локализирани и принадлежаща към всички метал. По този начин, един електрон съдържа 16 елемента, и две - 58, три - четири елемент и нито ти - само една Pd. Само атоми елементи Ge, Sn и Pb са върху външната ниво електрон 4, Sb и Bi - 5 и Ro - 6. Въпреки това, тези елементи не са характерни за метали.
Елементи - метали образуват прости вещества. При нормални условия, този кристално вещество (с изключение на живак). Според теорията на "свободни електрони" в местата на метална решетка са положително заредени йони, които се потапят в електронна "газ", разпределени в рамките на метала на валентността на nonlocalized електрони. Между положително заредени метални йони и не са локализирани електрони съществува електростатично взаимодействие, предоставяща устойчивост вещество.
Фиг. 3.17 е диаграма на кристалната решетка на метален натрий. Това всеки натриев атом е заобиколен от осем съседни атоми. Един пример за това, помисли вещество метална връзка.
На натриев атом, като всички метали, има валентност орбитали излишък и недостиг на електрони. По този начин, неговата валентност електрон (3s 1) може да приема една от 9 налични орбитите: 3s (един), Sp (три) и 3d (пет). При приближаване атома, в резултат на образуването на кристалната решетка валентните орбитали на съседни атоми отново kryvayutsya, при което електрони свободно се движат от една орбитална към друг чрез извършване на комуникация между всички метални атоми на кристала (фиг. 3.18).
По този начин, метален връзка - е силно се проявява nonlocalized химична връзка, когато атоми на валентните електрони са малко в сравнение с количеството на свободна валентна орбитали, и валентните електрони на ниска йонизация енергия слабо притежавани от ядрото.
Металик връзка има някои прилики с ковалентна, тъй като тя се основава на обобщаване на електроните валентните. Въпреки това, когато ковалентна връзка, обобщени само две валентните електрони от съседни атома, а когато метален връзка в социализираното-SRI тези електрони всички атоми участват. Това е кристал с ковалентна връзка чуплив и метал - пластмаса; в последния случай, възможността за взаимно преместване на йоните и електроните без да се скъса връзката. Това показва не-локализацията (наличие на по-посока) на металния връзка. Наличие на електрони, които могат да се движат свободно по целия обем на кристала осигурява висока електрическа проводимост и топлопроводимост, както и пластичност. Метален блясък се дължи на отражението на светлинните лъчи от електрони газ, който е малко извън границите на положително заредени йони. Това е метален връзка обяснява физичните свойства на метали.
метален връзка е характеристика на метали в твърдо и течно състояние. Това свойство на агрегати от атоми, намиращи се в непосредствена близост един до друг. Въпреки това изпарен метални атоми, както и всички вещества са свързани чрез ковалентна връзка. Pary "метали се състоят от отделни молекули (с едновалентни и двувалентен). Якостта на свързване в кристала от в молекулата на метал, така че образуването на метал кристални протича с освобождаване на енергия.