Πώς να προσδιορίσετε την πολικότητα μιας σύνδεσης; Άμεση και αντίστροφη πολικότητα. Ηλεκτραρνητικότητα

Ρύζι. 32. Σχήματα πολικών και μη πολικών μορίων: α - πολικό μόριο. β-μη πολικό μόριο

Κάθε μόριο περιέχει τόσο θετικά φορτισμένα σωματίδια - ατομικούς πυρήνες, όσο και αρνητικά φορτισμένα - ηλεκτρόνια. Για κάθε τύπο σωματιδίου (ή, ακριβέστερα, φορτίο) μπορεί κανείς να βρει ένα σημείο που θα είναι, λες, το «ηλεκτρικό κέντρο βάρους». Αυτά τα σημεία ονομάζονται πόλοι του μορίου. Εάν τα ηλεκτρικά κέντρα βάρους θετικών και αρνητικών φορτίων σε ένα μόριο συμπίπτουν, το μόριο θα είναι μη πολικό. Αυτά είναι, για παράδειγμα, μόρια H 2, N 2, που σχηματίζονται από πανομοιότυπα άτομα, στα οποία κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων ανήκουν εξίσου και στα δύο άτομα, καθώς και πολλά συμμετρικά κατασκευασμένα μόρια με ατομικούς δεσμούς, για παράδειγμα μεθάνιο CH 4, τετραχλωρίδιο CCl 4 .

Αλλά εάν το μόριο είναι δομημένο ασύμμετρα, για παράδειγμα, αποτελείται από δύο ανόμοια άτομα, όπως έχουμε ήδη πει, το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων μπορεί να μετατοπιστεί σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό στο πλάιένα από τα άτομα. Είναι προφανές ότι σε αυτή την περίπτωση, λόγω της ανομοιόμορφης κατανομής θετικών και αρνητικών φορτίων στο εσωτερικό του μορίου, τα ηλεκτρικά κέντρα βάρους τους δεν θα συμπέσουν και το αποτέλεσμα θα είναι ένα πολικό μόριο (Εικ. 32).

Τα πολικά μόρια είναι

Τα πολικά μόρια είναι δίπολα. Αυτός ο όρος υποδηλώνει γενικά οποιοδήποτε ηλεκτρικά ουδέτερο σύστημα, δηλαδή ένα σύστημα που αποτελείται από θετικά και αρνητικά φορτία κατανεμημένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα ηλεκτρικά τους κέντρα βάρους να μην συμπίπτουν.

Η απόσταση μεταξύ των ηλεκτρικών κέντρων βάρους αυτών και των άλλων φορτίων (μεταξύ των πόλων του διπόλου) ονομάζεται μήκος του διπόλου. Το μήκος του διπόλου χαρακτηρίζει τον βαθμό πολικότητας του μορίου. Είναι σαφές ότι το μήκος του διπόλου είναι διαφορετικό για διαφορετικά πολικά μόρια. Όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο πιο έντονη είναι η πολικότητα του μορίου.

Ρύζι. 33. Σχήματα δομής μορίων CO2 και CS2

Στην πράξη, ο βαθμός πολικότητας ορισμένων μορίων προσδιορίζεται με τη μέτρηση της λεγόμενης διπολικής ροπής του μορίου m, η οποία ορίζεται ως το γινόμενο του μήκους του διπόλου μεγάλοστη φόρτιση του πόλου του μι:

t =μεγάλο μι

Τα μεγέθη των διπολικών ροπών συνδέονται με ορισμένες ιδιότητες ουσιών και μπορούν να προσδιοριστούν πειραματικά. Τάξη μεγέθους Τπάντα 10 -18, αφού το ηλεκτρικό φορτίο

θρόνος ισούται με 4,80 10 -10 ηλεκτροστατικές μονάδες και το μήκος του διπόλου είναι τιμή της ίδιας τάξης με τη διάμετρο του μορίου, δηλαδή 10 -8 εκ.Παρακάτω είναι οι διπολικές ροπές των μορίων ορισμένων ανόργανων ουσιών.

Διπολικές στιγμές κάποιων ουσιών

Τ 10 18

. . . .. …….. 0

Νερό……. 1,85

. . . ………..0

Υδροχλώριο……. 1.04

Διοξείδιο του άνθρακα…….0

Βρωμιούχο. …… 0,79

Δισουλφίδιο του άνθρακα…………0

Ιωδιούχο υδρογόνο……….. 0,38

Υδρόθειο………..1.1

Μονοξείδιο του άνθρακα……. 0,11

Διοξείδιο του θείου. . . ……1.6

Υδροκυανικό οξύ……..2.1

Ο προσδιορισμός των τιμών των διπολικών ροπών επιτρέπει σε κάποιον να βγάλει πολλά ενδιαφέροντα συμπεράσματα σχετικά με τη δομή διαφόρων μορίων. Ας δούμε μερικά από αυτά τα ευρήματα.

Ρύζι. 34. Σχήμα δομής μορίου νερού

Όπως θα περίμενε κανείς, οι διπολικές ροπές των μορίων υδρογόνου και αζώτου είναι μηδενικές. τα μόρια αυτών των ουσιών είναι πλήρωςείναι συμμετρικά και, επομένως, τα ηλεκτρικά φορτία σε αυτά κατανέμονται ομοιόμορφα. Η έλλειψη πολικότητας στο διοξείδιο του άνθρακα και στο δισουλφίδιο του άνθρακα δείχνει ότι τα μόριά τους είναι επίσης συμμετρικά δομημένα. Η δομή των μορίων αυτών των ουσιών φαίνεται σχηματικά στο Σχ. 33.

Κάπως απροσδόκητη είναι η παρουσία μιας αρκετά μεγάλης διπολικής ροπής κοντά στο νερό. Δεδομένου ότι ο τύπος του νερού είναι παρόμοιος με τους τύπους του διοξειδίου του άνθρακα

και το δισουλφίδιο του άνθρακα, θα περίμενε κανείς ότι τα μόριά του θα κατασκευαστούν με τον ίδιο τρόποσυμμετρικά, όπως τα μόρια CS 2 και CO 2.

Ωστόσο, ενόψει της πειραματικά καθορισμένης πολικότητας των μορίων του νερού (πολικότητα μορίων), αυτή η υπόθεση πρέπει να απορριφθεί. Επί του παρόντος, το μόριο του νερού πιστώνεται με μια ασύμμετρη δομή (Εικ. 34): δύο άτομα υδρογόνου συνδέονται με ένα άτομο οξυγόνου έτσι ώστε οι δεσμοί τους να σχηματίζουν μια γωνία περίπου 105°. Παρόμοια τοποθεσία ατομικούς πυρήνεςβρίσκεται και σε άλλα μόρια του ίδιου τύπου (H 2 S, SO 2) που έχουν διπολικές ροπές.

Η πολικότητα των μορίων του νερού εξηγεί πολλές από τις φυσικές του ιδιότητες.

Ένα μόριο είναι πολικό εάν το κέντρο του αρνητικού φορτίου δεν συμπίπτει με το κέντρο του θετικού φορτίου. Ένα τέτοιο μόριο είναι ένα δίπολο: δύο φορτία ίσου μεγέθους και αντίθετου πρόσημου διαχωρίζονται στο χώρο.

Ένα δίπολο συνήθως αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο όπου το βέλος δείχνει από το θετικό άκρο του διπόλου στο αρνητικό άκρο. Ένα μόριο έχει μια διπολική ροπή, η οποία ισούται με την ποσότητα φορτίου πολλαπλασιασμένη με την απόσταση μεταξύ των κέντρων φορτίων:

Οι διπολικές ροπές των μορίων μπορούν να μετρηθούν. Ορισμένες τιμές που βρέθηκαν δίνονται στον πίνακα. 1.2. Το μέγεθος των διπολικών ροπών χρησιμεύει ως μέτρο της σχετικής πολικότητας διαφορετικών μορίων.

Πίνακας 1.2 (βλ. σάρωση) Διπολικές ροπές

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα μόρια είναι πολικά αν μόνο οι δεσμοί σε αυτά είναι πολικοί. Θα εξετάσουμε την πολικότητα του δεσμού επειδή η πολικότητα ενός μορίου μπορεί να θεωρηθεί ως το άθροισμα των πολικοτήτων των μεμονωμένων δεσμών.

Μόρια όπως αυτά έχουν διπολική ροπή μηδέν, δηλαδή είναι μη πολικά. Δύο πανομοιότυπα άτομα σε οποιοδήποτε από τα παραπάνω μόρια έχουν, φυσικά, την ίδια ηλεκτραρνητικότητα και έχουν εξίσου ηλεκτρόνια. το φορτίο είναι μηδέν και, επομένως, η διπολική ροπή είναι επίσης μηδέν.

Το μόριο τύπου έχει μεγάλη διπολική ροπή Αν και το μόριο υδροφθορίου είναι μικρό, το ηλεκτραρνητικό φθόριο προσελκύει έντονα ηλεκτρόνια. αν και η απόσταση είναι μικρή, το φορτίο είναι μεγάλο και επομένως η διπολική ροπή είναι επίσης μεγάλη.

Το μεθάνιο και ο τετραχλωράνθρακας έχουν μηδενικές διπολικές ροπές. Οι μεμονωμένοι δεσμοί, τουλάχιστον στον τετραχλωράνθρακα, είναι πολικοί: ωστόσο, λόγω της συμμετρίας της τετραεδρικής διάταξης, αλληλοαναιρούνται (Εικ. 1.9). Στο μεθυλοχλωρίδιο, η πολικότητα του δεσμού άνθρακα-χλωρίου δεν αντισταθμίζεται και η διπολική ροπή του μεθυλοχλωριδίου είναι. Έτσι, η πολικότητα των μορίων εξαρτάται όχι μόνο από την πολικότητα των μεμονωμένων δεσμών, αλλά και από την κατεύθυνσή τους, δηλ. από το σχήμα του μορίου.

Η διπολική ροπή της αμμωνίας είναι ίση με Μπορεί να θεωρηθεί ως η συνολική διπολική ροπή (διανυσματικό άθροισμα) των τριών ροπών των μεμονωμένων δεσμών που έχουν την κατεύθυνση που φαίνεται στο σχήμα.

Ρύζι. 1.9. Διπολικές ροπές κάποιων μορίων. Πολικότητα δεσμών και μορίων.

Ομοίως, μπορούμε να θεωρήσουμε τη διπολική ροπή του νερού, ίση με

Ποια διπολική ροπή πρέπει να αναμένεται για το τριφθοριούχο άζωτο, το οποίο, όπως και η αμμωνία, έχει πυραμιδική δομή; Το φθόριο είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο και, φυσικά, αντλεί έντονα ηλεκτρόνια από το άζωτο. Επομένως, οι δεσμοί αζώτου-φθορίου πρέπει να είναι εξαιρετικά πολικοί και το διανυσματικό άθροισμά τους πρέπει να είναι μεγάλο - σημαντικά μεγαλύτερο από ό,τι για την αμμωνία με τους όχι πολύ πολικούς δεσμούς της.

Τι δίνει το πείραμα; Η διπολική ροπή του τριφθοριούχου αζώτου είναι μόνο ίση με Είναι σημαντικά μικρότερη από τη διπολική ροπή της αμμωνίας.

Πώς εξηγείται αυτό το γεγονός; Η παραπάνω συζήτηση δεν έλαβε υπόψη το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων. Β (καθώς σε αυτό το ζεύγος καταλαμβάνει ένα -τροχιακό και η συμβολή του στη διπολική ροπή θα πρέπει να έχει αντίθετη φορά σε σύγκριση με τη συνολική ροπή των δεσμών αζώτου-φθορίου (Εικ. 1.10)· αυτές οι ροπές του αντίθετου πρόσημου έχουν προφανώς περίπου την ίδια τιμή, και ως αποτέλεσμα υπάρχει μια μικρή διπολική ροπή, η διεύθυνση της οποίας είναι άγνωστη Στην αμμωνία η διπολική ροπή πιθανότατα καθορίζεται από αυτό το ζεύγος ελεύθερων ηλεκτρονίων, και αυξάνεται κατά το άθροισμα των ροπών του δεσμού μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων θα πρέπει να συμβάλλουν στις διπολικές ροπές του νερού και, φυσικά, σε οποιαδήποτε άλλα μόρια στα οποία υπάρχουν.

Με βάση τις τιμές των διπολικών ροπών, μπορούν να ληφθούν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τη δομή των μορίων. Για παράδειγμα, οποιαδήποτε δομή τετραχλωράνθρακα που καταλήγει σε ένα πολικό μόριο μπορεί να αποκλειστεί μόνο με βάση το μέγεθος της διπολικής ροπής.

Ρύζι. 1.10. Διπολικές ροπές κάποιων μορίων. Συμβολή ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων. Η διπολική ροπή που προκαλείται από ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων έχει διεύθυνση αντίθετη από την κατεύθυνση του συνολικού διανύσματος των ροπών δεσμού.

Έτσι, η διπολική ροπή επιβεβαιώνει την τετραεδρική δομή του τετραχλωράνθρακα (αν και δεν το αποδεικνύει, αφού είναι πιθανές άλλες δομές που θα παράγουν επίσης ένα μη πολικό μόριο).

Πρόβλημα 1.4. Ποια από τις δύο πιθανές δομές παρακάτω θα είχε επίσης διπολική ροπή μηδέν; α) Ο άνθρακας βρίσκεται στο κέντρο του τετραγώνου, στις γωνίες του οποίου υπάρχουν άτομα χλωρίου, β) Ο άνθρακας βρίσκεται στην κορυφή της τετραεδρικής πυραμίδας και τα άτομα χλωρίου βρίσκονται στις γωνίες της βάσης.

Πρόβλημα 1.5. Αν και οι δεσμοί άνθρακα-οξυγόνου και βορίου-φθορίου πρέπει να είναι πολικοί, η διπολική ροπή των ενώσεων είναι μηδέν. Προτείνετε μια διάταξη ατόμων για κάθε ένωση που παράγει μηδενική διπολική ροπή.

Για τις περισσότερες ενώσεις, η διπολική ροπή δεν έχει μετρηθεί ποτέ. Η πολικότητα αυτών των ενώσεων μπορεί να προβλεφθεί με βάση τη δομή τους. Η πολικότητα των δεσμών καθορίζεται από την ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων. Εάν οι γωνίες μεταξύ των δεσμών είναι γνωστές, τότε η πολικότητα του μορίου μπορεί να προσδιοριστεί, λαμβάνοντας επίσης υπόψη τα μη ζευγαρωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων.

Στο άτομο υδρογόνου είναι +0,17 και στο άτομο χλωρίου -0,17.
Τα λεγόμενα αποτελεσματικά φορτία στα άτομα χρησιμοποιούνται συχνότερα ως ποσοτικό μέτρο της πολικότητας του δεσμού.

Το ενεργό φορτίο ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ του φορτίου των ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε κάποια περιοχή του χώρου κοντά στον πυρήνα και του φορτίου του πυρήνα. Ωστόσο, αυτό το μέτρο έχει μόνο μια υπό όρους και κατά προσέγγιση [σχετική] σημασία, καθώς είναι αδύνατο να προσδιοριστεί με σαφήνεια μια περιοχή σε ένα μόριο που σχετίζεται αποκλειστικά με ένα μεμονωμένο άτομο, και στην περίπτωση πολλών δεσμών, με έναν συγκεκριμένο δεσμό.

Η παρουσία ενός ενεργού φορτίου μπορεί να υποδηλωθεί με σύμβολα φορτίων στα άτομα (για παράδειγμα, H δ+ - Cl δ−, όπου δ είναι ένα ορισμένο κλάσμα του στοιχειώδους φορτίου) 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+ .

Σχεδόν όλοι οι χημικοί δεσμοί, με εξαίρεση τους δεσμούς σε διατομικά ομοπυρηνικά μόρια, είναι πολικοί στον έναν ή τον άλλο βαθμό. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι συνήθως ασθενώς πολικοί. Οι ιοντικοί δεσμοί είναι εξαιρετικά πολικοί.

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

1 / 5

✪ Ιοντικοί, ομοιοπολικοί και μεταλλικοί δεσμοί

✪ Τύποι χημικών δεσμών. Μέρος 1.

✪ Χημεία. Χημικός δεσμός. Ο ομοιοπολικός δεσμός και τα χαρακτηριστικά του. Foxford Online Learning Center

✪ ΧΗΜΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ Μήκος πολικότητας Ομοιοπολικό Υδρογόνο Ιονικό OGE Ενιαία κρατική εξέταση ΧΗΜΕΙΑ 2017 Εργασία 3

✪ Χημεία. Ομοιοπολικός χημικός δεσμός σε οργανικές ενώσεις. Foxford Online Learning Center

Υπότιτλοι

Αποτελεσματική χρέωση

Οι τιμές των σχετικών αποτελεσματικών χρεώσεων που ελήφθησαν διάφορες μεθόδους(οπτική-φασματοσκοπία, NMR, επίσης με βάση τους κβαντικούς χημικούς υπολογισμούς) μπορεί να αποκλίνουν. Ωστόσο, οι διαθέσιμες τιμές του δ δείχνουν ότι τα άτομα σε ενώσεις υψηλού φορτίου δεν έχουν [που αντιστοιχεί στο απόλυτο φορτίο-ηλεκτρόνιο] και ότι δεν υπάρχουν καθαρά ιοντικές ενώσεις.

Στιγμιαία και επαγόμενα δίπολα.

Ένα μόριο είναι ένα δυναμικό σύστημα στο οποίο συμβαίνει συνεχής κίνηση ηλεκτρονίων και δόνηση των πυρήνων. Επομένως, η κατανομή των χρεώσεων σε αυτό δεν μπορεί να είναι αυστηρά σταθερή. Για παράδειγμα, το μόριο Cl 2 ταξινομείται ως μη πολικό: η τιμή της ηλεκτρικής διπολικής ροπής του είναι μηδέν. Ωστόσο, σε κάθε δεδομένη στιγμή υπάρχει μια προσωρινή μετατόπιση φορτίων σε ένα από τα άτομα χλωρίου: Cl δ+ → Cl δ− ή Cl δ− ← Cl δ+ με το σχηματισμό στιγμιαία μικροδίπολα. Εφόσον μια τέτοια μετατόπιση φορτίων σε οποιοδήποτε από τα άτομα είναι εξίσου πιθανή, η μέση κατανομή των φορτίων αντιστοιχεί ακριβώς στη μέση μηδενική τιμή της διπολικής ροπής.
Για τα πολικά μόρια, η τιμή της διπολικής ροπής σε κάθε δεδομένη στιγμή είναι ελαφρώς μεγαλύτερη ή ελαφρώς μικρότερη από τη μέση τιμή της. Η κατεύθυνση και το μέγεθος του στιγμιαίου διπόλου υπόκεινται σε συνεχείς διακυμάνσεις στη μόνιμη διπολική ροπή. Έτσι, οποιοδήποτε μη πολικό και πολικό μόριο (και ένα άτομο σε αυτό) μπορεί να θεωρηθεί ως ένα σύνολο περιοδικών στιγμιαίων μικροδιπόλων που αλλάζουν πολύ γρήγορα σε μέγεθος και κατεύθυνση.

Στον χώρο γύρω από τους πυρήνες σε σύγκριση με την κατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων στα ουδέτερα άτομα που σχηματίζουν έναν δεδομένο δεσμό.

Τα λεγόμενα αποτελεσματικά φορτία στα άτομα χρησιμοποιούνται ως ποσοτικό μέτρο της πολικότητας του δεσμού.

Το ενεργό φορτίο ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ του φορτίου των ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε κάποια περιοχή του χώρου κοντά στον πυρήνα και του φορτίου του πυρήνα. Ωστόσο, αυτό το μέτρο έχει μόνο μια υπό όρους και κατά προσέγγιση έννοια, καθώς είναι αδύνατο να προσδιοριστεί με σαφήνεια μια περιοχή σε ένα μόριο που σχετίζεται αποκλειστικά με ένα μεμονωμένο άτομο και στην περίπτωση πολλών δεσμών, με έναν συγκεκριμένο δεσμό.

Η παρουσία ενός ενεργού φορτίου μπορεί να υποδηλωθεί με σύμβολα φορτίων στα άτομα (για παράδειγμα, H + δ - Cl - δ, όπου δ είναι ένα ορισμένο κλάσμα του στοιχειώδους φορτίου).

Σχεδόν όλοι οι χημικοί δεσμοί, με εξαίρεση τους δεσμούς σε διατομικά ομοπυρηνικά μόρια, είναι πολικοί στον έναν ή τον άλλο βαθμό. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι συνήθως ασθενώς πολικοί. Οι ιοντικοί δεσμοί είναι εξαιρετικά πολικοί.

Δείτε επίσης

Πηγές

Ίδρυμα Wikimedia.

• 2010.
• πολικό βέλος

Πολικές αποστολές

Δείτε τι είναι η "Πολικότητα των χημικών δεσμών" σε άλλα λεξικά:Πολικότητα χημικών δεσμών - χαρακτηριστικάχημικός δεσμός

(Βλ. Χημικός δεσμός), που δείχνει την ανακατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων στο χώρο κοντά στους πυρήνες σε σύγκριση με την αρχική κατανομή αυτής της πυκνότητας στα ουδέτερα άτομα που σχηματίζουν αυτόν τον δεσμό. ...Πόλωση

- Το Βικιλεξικό έχει ένα άρθρο "polarity" Polarity (← λατ. polaris ← ... WikipediaΧημικός δεσμός

- ... ΒικιπαίδειαΜόριο

- Διάγραμμα ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ ατόμων σε ένα μόριο οξυγόνου ... Wikipedia Valency (χημική) - Σθένος (από το λατινικό valentia ≈ δύναμη), η ικανότητα ενός ατόμου να σχηματίζει χημικούς δεσμούς. Ένα ποσοτικό μέτρο ισχύος θεωρείται συνήθως ο αριθμός των άλλων ατόμων σε ένα μόριο με τα οποία ένα δεδομένο άτομο σχηματίζει δεσμούς. Το V. είναι μια από τις θεμελιώδεις έννοιες... ...

Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια- I Valence (από το λατινικό valentia force) είναι η ικανότητα ενός ατόμου να σχηματίζει χημικούς δεσμούς. Ένα ποσοτικό μέτρο ισχύος θεωρείται συνήθως ο αριθμός των άλλων ατόμων σε ένα μόριο με τα οποία ένα δεδομένο άτομο σχηματίζει δεσμούς. V. ένα από τα θεμελιώδη... ... - Σθένος (από το λατινικό valentia ≈ δύναμη), η ικανότητα ενός ατόμου να σχηματίζει χημικούς δεσμούς. Ένα ποσοτικό μέτρο ισχύος θεωρείται συνήθως ο αριθμός των άλλων ατόμων σε ένα μόριο με τα οποία ένα δεδομένο άτομο σχηματίζει δεσμούς. Το V. είναι μια από τις θεμελιώδεις έννοιες... ...

Κανόνας οκτάδας- Δεσμοί στο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) όλα τα άτομα περιβάλλονται από 8 ηλεκτρόνια σύμφωνα με τον κανόνα της οκτάδας. Επομένως, το CO2 είναι ένα σταθερό μόριο. Ο κανόνας της οκτάδας (οκτάδα θεωρία) προτάθηκε από τον G. N. Lewis για να εξηγήσει τους λόγους ... ... Wikipedia

Δομική χημεία- Τμήμα δομικής χημείας, μια περιοχή της χημείας που μελετά τη σχέση μεταξύ των διαφόρων φυσικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων διαφόρων ουσιών με τους χημική δομήκαι αντιδραστικότητα. Η δομική χημεία δεν εξετάζει μόνο τη γεωμετρική... ... Wikipedia

Ηλεκτραρνητικότητα- (χ) θεμελιώδης χημική ιδιότηταάτομο, ένα ποσοτικό χαρακτηριστικό της ικανότητας ενός ατόμου σε ένα μόριο να μετατοπίζει κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του. Η σύγχρονη έννοια της ηλεκτραρνητικότητας των ατόμων εισήχθη από τον Αμερικανό χημικό L. Pauling.... ... Wikipedia

Ισομέρεια- Δεν πρέπει να συγχέεται με την ισομέρεια των ατομικών πυρήνων. Ισομερισμός (από τα άλλα ελληνικά ἴσος «ίσος», και μέρος «μερίδιο, μέρος») φαινόμενο που συνίσταται στην ύπαρξη χημικές ενώσεις(ισομερή) πανομοιότυπα σε σύνθεση και μοριακό βάρος, αλλά... ... Wikipedia

Κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης ομοιοπολικός δεσμόςμεταξύ ανόμοιων ατόμων, το συνδετικό ζεύγος ηλεκτρονίων μετατοπίζεται προς το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο. Αυτό οδηγεί στην πόλωση των μορίων, έτσι όλα τα διατομικά μόρια που αποτελούνται από ανόμοια στοιχεία αποδεικνύονται πολικά στον ένα ή τον άλλο βαθμό. Σε πιο πολύπλοκα μόρια, η πολικότητα εξαρτάται επίσης από τη γεωμετρία του μορίου. Για να εμφανιστεί η πολικότητα, είναι απαραίτητο τα κέντρα κατανομής θετικών και αρνητικών φορτίων να μην συμπίπτουν.

Στο μόριο CO 2, οι δεσμοί άνθρακα-οξυγόνου είναι πολικοί και το άτομο άνθρακα έχει ένα ορισμένο θετικό φορτίο και καθένα από τα άτομα οξυγόνου έχει το ίδιο αρνητικό φορτίο. Κατά συνέπεια, το κέντρο θετικού φορτίου συγκεντρώνεται στο άτομο άνθρακα. Δεδομένου ότι τα άτομα οξυγόνου βρίσκονται στην ίδια ευθεία γραμμή αλλά και οι δύο πλευρές του ατόμου άνθρακα (γραμμικό μόριο) βρίσκονται σε ίσες αποστάσεις, το θετικό φορτίο εξουδετερώνεται. Έτσι, παρά την πολικότητα κάθε δεσμού στο CO., ολόκληρο το μόριο ως σύνολο είναι μη πολικό και ο λόγος για αυτό είναι

Ρύζι. 434.Παραδείγματα της δομής και της πολικότητας των μορίων είναι η γραμμική δομή τους. Αντίθετα, το μόριο S=C=0 είναι πολικό, αφού οι δεσμοί άνθρακα-θείου και άνθρακα-οξυγόνου έχουν διαφορετικά μήκη και διαφορετικές πολικότητες. Στο Σχ. Το σχήμα 4.34 δείχνει τις δομές και τις πολικότητες ορισμένων μορίων.

Από τα παραπάνω παραδείγματα προκύπτει ότι εάν τα άτομα ή οι ομάδες ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο είναι πανομοιότυπα ή βρίσκονται συμμετρικά σε σχέση με αυτό (γραμμικές, επίπεδες τριγωνικές, τετραεδρικές και άλλες δομές), τότε το μόριο θα είναι μη πολικό. Εάν άνισες ομάδες είναι συνδεδεμένες με το κεντρικό άτομο ή υπάρχει ασύμμετρη διάταξη ομάδων, τότε τα μόρια είναι πολικά.

Σημαντικό όταν εξετάζετε πολικούς δεσμούςέχει αποτελεσματικό φορτίο στα άτομα του μορίου. Για παράδειγμα, στο μόριο HC1 το δεσμευτικό νέφος ηλεκτρονίων μετατοπίζεται προς το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο χλωρίου, ως αποτέλεσμα του οποίου το φορτίο του πυρήνα του υδρογόνου δεν αντισταθμίζεται και στο άτομο χλωρίου η πυκνότητα ηλεκτρονίων γίνεται υπερβολική σε σύγκριση με το φορτίο του τον πυρήνα του. Επομένως, το άτομο υδρογόνου είναι θετικά πολωμένο και το άτομο χλωρίου είναι αρνητικά πολωμένο. Το άτομο υδρογόνου έχει θετικό φορτίο και το άτομο χλωρίου αρνητικό. Αυτό το φορτίο 8, που ονομάζεται ενεργό φορτίο, καθορίζεται συνήθως πειραματικά. Έτσι, για το υδρογόνο 8 H = +0,18 και για το χλώριο 5 C, = -0,18 απόλυτο φορτίο ηλεκτρονίων, ως αποτέλεσμα του οποίου ο δεσμός στο μόριο HC1 είναι 18% ιοντικός στη φύση (δηλαδή, ο βαθμός ιονισμού είναι 0,18 ) .

Δεδομένου ότι η πολικότητα του δεσμού εξαρτάται από το βαθμό μετατόπισης του δεσμού ζεύγους ηλεκτρονίων προς ένα πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα:

• α) ηλεκτραρνητικότητα (EO) - όχι αυστηρή φυσική ποσότητα, το οποίο μπορεί να προσδιοριστεί άμεσα πειραματικά.
• β) η τιμή της ηλεκτραρνητικότητας δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από τη φύση του άλλου ατόμου με το οποίο είναι συνδεδεμένο το άτομο.
• γ) το ίδιο άτομο σε έναν δεδομένο χημικό δεσμό μπορεί μερικές φορές να λειτουργήσει τόσο ως ηλεκτροθετικό όσο και ως ηλεκτραρνητικό.

Πειραματικά δεδομένα υποδηλώνουν ότι στα στοιχεία μπορούν να αποδοθούν τιμές σχετικής ηλεκτραρνητικότητας (REV), η χρήση των οποίων επιτρέπει σε κάποιον να κρίνει τον βαθμό πολικότητας του δεσμού μεταξύ των ατόμων σε ένα μόριο (βλ. επίσης παραγράφους 3.6 και 4.3).

Σε ένα μόριο που αποτελείται από δύο άτομα, όσο υψηλότερο είναι το OEO ενός από αυτά, τόσο μεγαλύτερη είναι η πολικότητα του ομοιοπολικού δεσμού, επομένως, καθώς αυξάνεται το OEO του δεύτερου στοιχείου, ο βαθμός ιονισμού της ένωσης αυξάνεται.

Για τον χαρακτηρισμό της αντιδραστικότητας των μορίων, δεν είναι μόνο σημαντική η φύση της κατανομής της πυκνότητας των ηλεκτρονίων, αλλά και η πιθανότητα αλλαγής της υπό την επίδραση εξωτερικών επιρροών. Μέτρο αυτής της αλλαγής είναι η πολικότητα του δεσμού, δηλ. την ικανότητά του να γίνεται πολικό ή ακόμα πιο πολικό. Η πόλωση της σύνδεσης συμβαίνει και υπό την επίδραση εξωτερικών ηλεκτρικό πεδίο, και υπό την επίδραση ενός άλλου μορίου που είναι εταίρος αντίδρασης. Το αποτέλεσμα αυτών των επιρροών μπορεί να είναι η πόλωση της σύνδεσης, συνοδευόμενη από την πλήρη ρήξη της. Σε αυτή την περίπτωση, το δεσμευτικό ζεύγος ηλεκτρονίων παραμένει με το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο, το οποίο οδηγεί στο σχηματισμό διαφορετικών ιόντων. Αυτός ο τύπος διάσπασης δεσμού ονομάζεται τετραλυτική. Για παράδειγμα:

Στο παραπάνω παράδειγμα διάσπασης ασύμμετρου δεσμού, το υδρογόνο εξαλείφεται με τη μορφή ιόντος Η+ και το ζεύγος δεσμών ηλεκτρονίων παραμένει με το χλώριο, οπότε το τελευταίο μετατρέπεται στο ανιόν C1.

Εκτός από αυτόν τον τύπο διάσπασης δεσμού, είναι επίσης δυνατή μια συμμετρική διάσπαση, όταν δεν σχηματίζονται ιόντα, αλλά άτομα και ρίζες. Αυτός ο τύπος διάσπασης δεσμού ονομάζεται ομολυτική.