ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дипольный момент и полярная структура молекул из "Краткий курс физической химии Изд5" Система из двух электрических зарядов е+ и е-, равных по величине, но противоположных по знаку и расположенных на некотором расстоянии к один от другого, называется диполем. Произведение величины зарядов е на расстояние между ними называется дипольным моментом и обозначается обычно через (А = ек. [c.77] Величина дипольного момента молекул выражается обычно в электростатических единицах, умноженных на сантиметр, что отвечает дин / -см . Заряд одного электрона равен 4,80298-10- ° эл.-ст. ед., а расстояния между ядрами соседних атомов в молекуле составляют примерно 1—4 А, т. е. имеют порядок 10 см, отсюда дипольный момент молекул в этих единицах выражается величинами порядка 10- . Иногда за единицу принимают величину, в 10 раз меньшую, т. е. равную 10 эл.-ст. ед. см, называемую деваем (обозначается О). [c.77] Экспериментальные определения дипольных моментов произведены в настоящее время для большого числа различных веществ. Полученные данные позволяют создать общую картину полярной структуры молекул. [c.77] Рассмотрим для примера молекулы СОг и С5г. Две двойные связи углеродного атома располагаются на одной прямой и расстояния обоих одинаковых атомов от углеродного равнЫ между собой , т. е. молекулы эти обладают вполне симметричным строением (рис. 20). Поэтому хотя каждая из связей С=0 и С==8 обладает некоторой полярностью, но вследствие полной взаимной компенсации дипольных моментов связей молекула в целом будет неполярна. Опытным путем для этих веществ было определено значение дипольного момента = О, что вполне подтверждает эти ожидания и вместе с тем симметрию структуры этих молекул. [c.78] Компенсация дипольных моментов свяаей широко распространена среди углеводородов. Связь С—Н является очень слабо полярной дипольный момент ее равен примерно 0,4-10- . Ме-тильная группа в целом обладает таким же моментом, поэтому во всех предельных углеводородах эти моменты полностью взаимно компенсируются при любом строении молекул этих углеводородов. [c.79] При несимметричном строении молекулы полной компенсации моментов отдельных связей не происходит. Молекула НгО, например, построена нелинейно (рис. 21), а связь Н—О сильно полярна. Вследствие этого молекула HsO в целом обладает значительным дипольным моментом. То Л4е мы имеем для молекулы NH3. [c.79] Молекулы и связи, обладающие несимметричным распределением электрических зарядов, называются полярными. Полярные молекулы обладают дипольным моментом, отличным от нуля. [c.79] Дипольные моменты молекул неорганических соединений,сходных по составу, показывают закономерную связь с положением соответствующих элементов в периодической системе. На рис. 22 показана взаимосвязь дипольных моментов молекул NH3, РНз, AsHg и молекул HF, НС1, НВг. Рассмотрим подробнее полярную структуру молекул воды. [c.79] Распределение электронов (строение электронного облака) в молекулах воды можно представить себе, как показано на рис. 23. Молекула воды состоит из трех атомных ядер и 10 электронов. Первая электронная пара (15-электроны) атома кислорода (показанная кружком) расположена на небольшом расстоянии от ядра этого атома. Остальные четыре пары образуют электронные облака, вытянутые в направлении четырех вершин тетраэдра. Две из этих пар связаны с ядрами водородных атомов. Соответствующим вершинам тетраэдра можно приписать некоторый положительный заряд. Две другие пары придают своим вершинам отрицательный заряд. По крайней мере для молекул воды, находящихся в Кристаллах льда, можно принять, что расстояние от ядра кислородного атома до всех вершин тетраэдра одинаково и составляет 0,99 А и что тетраэдр этот можно рассматривать как правильный. [c.80] Высокая полярность молекул воды является одной из важнейших причин ее высокой активности при многих химических взаимодействиях. Она же служит причиной и электролитической диссоциации в воде солей, кислот и оснований. С ней связана также и растворимость электролитов в воде. В табл. 6 приведены значения дипольных моментов некоторых веществ. В углеводородах, содержащих двойную или тем более тройную связь, также может не происходить полной компенсации дипольных связей, и такие моле-,кулы могут обладать небольшим дипольным моментом. [c.80] Вернуться к основной статье