Електронегативність. Полярність ковалентного зв'язку та полярність молекули. Іонний зв'язок як крайній випадок ковалентного полярного зв'язку. Полярність молекули Полярність молекули залежить

У просторі навколо ядер у порівнянні з розподілом електронної щільності у нейтральних атомах, що утворюють дану зв'язок.

Як кількісної міри полярності зв'язку використовуються звані ефективні заряди на атомах.

Ефективний заряд визначається як різниця між зарядом електронів, що знаходяться в деякій області простору поблизу ядра, і зарядом ядра. Однак цей захід має лише умовний і приблизний сенс, оскільки неможливо однозначно виділити в молекулі область, що відноситься виключно до окремого атома, а за кількох зв'язків - до конкретного зв'язку.

Наявність ефективного заряду може бути зазначено символами зарядів у атомів (наприклад, Н + δ - Cl −δ де δ - деяка частка елементарного заряду).

Майже всі хімічні зв'язки, за винятком зв'язків у двоатомних гомоядерних молекулах - тією чи іншою мірою полярні. Ковалентні зв'язки зазвичай слабко полярні. Іонні зв'язки – сильно полярні.

Див. також

Джерела


Wikimedia Foundation. 2010 .

  • Полярна стріла
  • Полярні експедиції

Дивитися що таке "Полярність хімічних зв'язків" в інших словниках:

    Полярність хімічних зв'язків- Характеристика хімічного зв'язку(Див. Хімічний зв'язок), що показує перерозподіл електронної щільності в просторі поблизу ядер порівняно з вихідним розподілом цієї щільності в нейтральних атомах, що утворюють цей зв'язок.

    Полярність- У Вікісловарі є стаття «полярність» Полярність (← лат. polaris ← … Вікіпедія

    Хімічний зв'язок- … Вікіпедія

    Молекула- Схема ковалентних зв'язків між атомами в молекулі кисню.

    Валентність (хім.)- валентність (від лат. valentia ≈ сила), здатність атома до утворення хімічних зв'язків. Кількісним заходом Ст зазвичай прийнято вважати число інших атомів в молекулі, з якими даний атом утворює зв'язки. В. ≈ одне з фундаментальних понять… Велика Радянська Енциклопедія

    Валентність- I Валентність (від лат. Valentia сила) здатність атома до утворення хімічних зв'язків. Кількісним заходом Ст зазвичай прийнято вважати число інших атомів в молекулі, з якими даний атом утворює зв'язки. В. одне з фундаментальних… Велика Радянська Енциклопедія

    Правило октету- Зв'язки у діоксиді вуглецю (CO2) усі атоми оточені 8 електронами згідно з правилом октету. Отже, CO2 є стійкою молекулою. Правило октету (октетна теорія) запропоновано Г. Н. Льюїсом для пояснення причин... Вікіпедія

    Структурна хімія- Структурна хімія розділ, область хімії, що вивчає зв'язок різних фізичних та фізико-хімічних властивостей різних речовин з їх хімічною будовою та реакційною здатністю. Структурна хімія розглядає не тільки геометричне… Вікіпедія

    Електронегативність- (χ) фундаментальне хімічна властивістьатома, кількісна характеристика здатності атома молекулі зміщувати себе загальні електронні пари. Сучасне поняття про електронегативність атомів було введено американським хіміком Л. Полінгом.

    Ізомерія- Не слід плутати із ізомерією атомних ядер. Ізомерія (від ін. грец. ἴσος "рівний", і μέρος "частка, частина") явище, що полягає в існуванні хімічних сполук (ізомерів), однакових за складом і молекулярної маси, але ... ... Вікіпедія

Розрізняють два різновиди ковалентного зв'язку: неполярну та полярну. У разі неполярного ковалентного зв'язку електронна хмара, утворена загальною парою електронів, або електронна хмара зв'язку, розподіляється у просторі симетрично щодо обох атомів. Прикладом є двоатомні молекули, що складаються з атомів одного елемента: H 2 , Cl 2 , O 2 , N 2 , F 2 та інші, в яких електронна пара однаковою мірою належить обом атомам. У разі полярного ковалентного зв'язку електронна хмара зв'язку зміщена до атома з більшою відносною електронегативністю. Прикладом можуть бути молекули летких неорганічних сполук: HCl, H 2 O, H 2 S, NH 3 та інші.

Відносна електронегативність атомів

Електричні центри позитивних та негативних зарядів у молекулі не збігаються в одній точці, а знаходяться на певній відстані ℓ.

Полярна молекула з постійним електричним моментом диполя

Молекула при загальній нейтральності є електричним дипольом із зарядом q - - у атома хлору і q + - у атома водню. Такі зв'язки та молекули називаються полярними. Заряди атомів у молекулі q називаються ефективними зарядами(У молекулі HCl q cl = -0,18; а q н = +0,18 абсолютного заряду електрона, ступінь іонності зв'язку

Міра полярності зв'язку та молекули – електричний момент диполя(μ – «мю») визначається твором

μ = qℓ, Кл∙м або μ = qℓ/3,33∙10 -30 , Д

де q – ефективний заряд; ℓ – довжина диполя. Одиниця електричного моменту диполя (система СІ) виражається значенням 3,33 · 10 -30 Кл · м (кулон-метр) = 1Д (Д - Дебай).

Електричний момент диполя - Векторна величина. Напрямок його умовно приймають від позитивного заряду до негативного – у бік усунення сполучної електронної хмари. Чим більша різниця електронегативностей елементів у полярних молекулах, тим більший електричний момент диполя.

Для багатоатомних молекул слід розрізняти поняття про дипольні моменти окремих зв'язків та молекули загалом. Оскільки за наявності кількох зв'язків у молекулі їх дипольні моменти складаються за правилом паралелограма, то залежно від форми молекули, що визначається спрямованістю зв'язків, результуючий дипольний момент відрізняється від дипольних моментів окремих зв'язків і в окремому випадку (для високосиметричних молекул) може дорівнювати нулю, незважаючи на значну полярність окремих зв'язків. Наприклад, лінійна молекула СО 2 неполярна (μ = 0), хоча кожна зв'язок С = має значний дипольний момент (μ = 2,7 Д).

2,7 Д 2,7 д

Молекули, що містять неполярний ковалентний зв'язок, називаються неполярнимиабо гомеополярними. У таких молекул сполучна електронна хмара розподіляється симетрично між ядрами обох атомів, і ядра однаково діють на нього. Прикладом можуть бути молекули простих речовин, що складаються з атомів одного елемента: H 2 , Cl 2 , O 2 , N 2 , F 2 та інші. Електричний момент диполя таких молекул дорівнює нулю.

Здатність молекул (і окремих зв'язків) поляризуватися під впливом зовнішнього електричного поля називається поляризованістю. Це може відбуватися і під впливом поля, створюваного полярною молекулою, що наближається. Тому поляризованість має велике значення у хімічних реакціях.

Завжди важливо враховувати полярність молекули та її електричний момент диполя. З останнім пов'язана реакційна здатність речовин. Зазвичай, що більше електричний момент диполя молекули, то вище реакційна здатність речовини. З електричним моментом диполя пов'язана також розчинність речовин. Полярні молекули рідин сприяють електричної дисоціації розчинених у них електролітів за принципом "подібне розчиняється в подібному".

На водневому атомі +0,17, але в атомі хлору −0,17.
Як кількісної міри полярності зв'язку найчастіше використовуються звані ефективні заряди на атомах.

Ефективний заряд визначається як різниця між зарядом електронів, що знаходяться в деякій області простору поблизу ядра, і зарядом ядра. Однак цей захід має лише умовний і приблизний [відносний] сенс, оскільки неможливо однозначно виділити в молекулі область, що відноситься виключно до окремого атома, а за кількох зв'язків - до конкретного зв'язку.

Наявність ефективного заряду може бути зазначено символами зарядів у атомів (наприклад, Н δ+ - Cl δ− , де δ - деяка частка елементарного заряду) O − = C 2 + = O − (\displaystyle (\stackrel (-)(\mbox(O)))=(\stackrel (2+)(\mbox(C)))=(\stackrel (-)( \mbox(O))))(O δ− =C 2δ+ =O δ−), H δ+ -O 2δ− -H δ+ .

Майже всі хімічні зв'язки, за винятком зв'язків у двоатомних гомоядерних молекулах - тією чи іншою мірою полярні. Ковалентні зв'язки зазвичай слабо полярні. Іонні зв'язки - сильно полярні.

Енциклопедичний YouTube

    1 / 5

    ✪ Іонний, ковалентний та металевий зв'язок

    ✪ Типи хімічних зв'язків. Частина 1.

    ✪ Хімія. Хімічний зв'язок. Ковалентний зв'язок та його характеристики. Центр онлайн-навчання «Фоксфорд»

    ✪ ХІМІЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК Полярність Довжина Ковалентна Воднева Іонна ОДЕ ЄДІ ХІМІЯ 2017 Завдання 3

    ✪ Хімія. Ковалентний хімічний зв'язок в органічних сполуках. Центр онлайн-навчання «Фоксфорд»

    Субтитри

Ефективний заряд

Значення відносних ефективних зарядів, отримані різними методами (оптичної, спектроскопії, ЯМР, також на основі квантовохімічних розрахунків), можуть розходитися. Проте наявні значення δ свідчать, що атоми в з'єднаннях високих зарядів немає [відповідають абсолютному заряду електрона ] і чисто іонних сполук немає.

Миттєві та індуковані диполі.

Молекула є динамічною системою, в якій відбувається постійний рух електронів і коливання ядер. Тому розподіл зарядів у ній може бути суворо постійним. Наприклад, молекулу Cl 2 відносять до неполярних: значення її електричного, моменту, диполя дорівнює нулю. Однак у кожний момент відбувається тимчасове зміщення зарядів одного з атомів хлору: Cl δ+ → Cl δ− або Cl δ− ← Cl δ+ з утворенням миттєвих мікродиполів. Оскільки подібне зміщення зарядів до будь-якого з атомів є рівноймовірним, середній розподіл зарядів якраз і відповідає середньому нульовому значення моменту диполя.
Для полярних молекул значення моменту диполя в кожний момент часу дещо більше або дещо менше його середнього значення. Напрямок і величина миттєвого диполя схильні до безперервних коливань постійного моменту диполя. Таким чином, будь-яку неполярну і полярну молекулу (і атом у ній) можна розглядати як сукупність періодичних мінливих за величиною і напряму миттєвих мікродиполів.

При утворенні ковалентного зв'язку між різноіменними атомами сполучна пара електронів зміщується у бік більш негативного атома. Це призводить до поляризації молекул, тому всі двоатомні молекули, що складаються з неподібних елементів, виявляються тією чи іншою мірою полярними. У складніших молекулах полярність залежить від геометрії молекули. Для появи полярності необхідно, щоб центри розподілу позитивних та негативних набоїв не збігалися.

У молекулі С0 2 зв'язку вуглець - кисень полярні, причому на атомі вуглецю знаходиться певний позитивний заряд, а на кожному з атомів кисню - такий же негативний заряд. Отже, на атомі вуглецю зосереджено центр позитивного заряду. Оскільки атоми кисню розташовані на одній прямій та обидві сторони від атома вуглецю (молекула лінійна) на рівних відстанях, то позитивний заряд нейтралізується. Таким чином, незважаючи на полярність кожного зв'язку в СО., Вся молекула в цілому є неполярною і причиною цього є

Рис. 434.Приклади структури і полярності молекули її лінійна будова. Навпаки, молекула S=C=0 полярна, оскільки зв'язку вуглець - сірка та вуглець - кисень мають різну довжину та різну полярність. На рис. 4.34 показані структури та полярність деяких молекул.

З наведених прикладів випливає, що якщо атоми або групи атомів, приєднані до центрального атома, однакові або розташовані симетрично щодо нього (лінійні, плоскі трикутні, тетраедричні та інші структури), молекула виявиться неполярною. Якщо до центрального атома приєднані неоднакові групи або має місце несиметричне розташування груп, молекули є полярними.

Важливе значення для розгляду полярних зв'язків має ефективний заряд атомів у молекулі. Наприклад, у молекулі НС1 сполучна електронна хмара зміщена у бік більш електронегативного атома хлору, внаслідок чого заряд ядра водню не компенсується, а на атомі хлору електронна щільність стає надмірною порівняно із зарядом його ядра. Тому атом водню поляризований позитивно, а атом хлору негативно. На атомі водню виникає позитивний заряд, але в атомі хлору - негативний. Цей заряд 8, званий ефективним зарядом, зазвичай, встановлюється експериментально. Так, для водню 8 Н = +0,18, а для хлору 5 С = -0,18 абсолютного заряду електрона, внаслідок цього зв'язок у молекулі НС1 має на 18% іонний характер (тобто ступінь іонності дорівнює 0,18 ).

Оскільки полярність зв'язку залежить від ступеня усунення сполучної пари електронів у бік більш електронегативного елемента, необхідно при цьому враховувати наступне:

  • а) електронегативність (ЕО) – не строга фізична величина, яку можна визначити безпосередньо експериментально;
  • б) значення електронегативності який завжди, а залежить від природи іншого атома, з яким пов'язаний даний атом;
  • в) один і той же атом у даному хімічному зв'язку іноді може функціонувати як електропозитивний, і як електронегативний.

Експериментальні дані свідчать, що елементам можна приписати відносні значення електронегативностей (ОЕО), використання яких дозволяє судити про рівень полярності зв'язку між атомами в молекулі (див. також параграфи 3.6 та 4.3).

У молекулі, що складається з двох атомів, полярність ковалентного зв'язку тим більше, чим вище ОЕО одного з них, тому зі збільшенням ОЕО другого елемента ступінь іонності з'єднання зростає.

Для характеристики реакційної здатності молекул важливе значення має як характер розподілу електронної щільності, а й можливість її зміни під впливом зовнішнього впливу. Мірою цієї зміни служить поляризація зв'язку, тобто. її здатність ставати полярною чи ще більш полярною. Поляризація зв'язку відбувається як під впливом зовнішнього електричного поля, так і під впливом іншої молекули, що є партнером реакції. Результатом цих впливів може бути поляризація зв'язку, що супроводжується повним розривом. При цьому сполучна пара електронів залишається у більш електронегативного атома, що призводить до утворення різноїменних іонів. Такий тип розриву зв'язку називається тетеролітичним. Наприклад:

У наведеному прикладі асиметричного розриву зв'язку водень відщеплюється як Н + -іона, а сполучна пара електронів залишається у хлору, тому останній перетворюється на аніон С1 .

Крім такого типу розриву зв'язку можливий і симетричний розрив, коли не іони, а атоми і радикали. Такий тип розриву зв'язку називається гомолітичним.