ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полярность молекул. Геометрическая структура молекул из "Задачи и упражнения по общей химии" Описание химической связи в любой молекуле есть, по существу, описание распределения в ней электронной плотности. По характеру этого распределения химические связи традиционно подразделяют на ковалентные, ионные и металлические . [c.54] Ковалентная связь — химическая связь между двумя атомами, осуществляемая общей для этих атомов парой электронов (Нг, СЬ и т. п.). [c.54] Ионная связь — результат электростатического взаимодействия противоположно заряженных ионов, обладающих обособленными друг от друга электронными оболочками (Сз+Р , Ка+С1 и т. п.). [c.54] Чисто ионная связь представляет собой лишь предельный случай. В подавляющем большинстве молекул химические связи имеют характер, промежуточный между чисто ковалентными и чисто ионными связями. Это полярные ковалентные связи, которые осуществляются общей для двух атомов парой электронов, смещенной к ядру одного из атомов-партнеров. Если такое смещение невелико, то связь по своему характеру приближается к чисто ковалентной чем это смещение больше, тем ближе связь к чисто ионной. [c.54] Для оценки способности атома данного элемента оттягивать к себе электроны, осуществляющие связь. [c.54] Таким образом а) во всех рассмотренных молекулах связь Э—О более полярна, т. е. характеризуется большей степенью ионности б) диссоциация на ионы в водных растворах будет осуществляться по наиболее ионной связи в соответствии со схемой Э(ОН)г = 3 +4. 20Н- следовательно, все рассматриваемые соединения будут диссоциировать по типу оснований. [c.55] Для квантово-механического описания ковалентной связи и строения молекул могут быть применены два подхода метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей. [c.56] Такая общая электронная пара может образоваться как в результате спаривания двух неспаренных электронов, принадлежащих разным атомам (обычный механизм образования связи), так и за счет пары электронов одного атома — донора — и вакантной орбитали второго атома — акцептора (донорно-акцеп-торный механизм образования связи). [c.56] Четыре неспаренных электрона возбужденного атома могут участвовать в образовании четырех ковалентных связей по обычному механизму с атомами фтора (15 25 2р ), имеющими по одному неспаренному электрону, с образованием молекулы 51р4. [c.56] Углерод (ls 2i22p ) может образовать, подобно кремнию, соединение СР4, но при этом валентные возможности углерода будут исчерпаны (нет неспаренных электронов, неподеленных пар электронов н вакантных орбиталей на валентном уровне). Ион СР образоваться не может. [c.57] Решение. В указанном ряду размеры валентных электронных облаков элементов (О, 8, 5е, Те) возрастают, что приводит к уменьшению степени их перекрывания с электронным облаком атома водорода и к возрастающему удалению области перекрывания от ядра атома соответствующего элемента. Это вызывает ослабление притяжения ядер взаимодействующих атомов к области перекрывания электронных облаков, т. е. ослабление связи. К этому же результату приводит возрастающее экранирование ядер рассматриваемых элементов в ряду О—8—8е—Те вследствие увеличения числа промежуточных электронных слоев. Таким образом, при переходе от кислорода к теллуру прочность связи Н—Э уменьшается. [c.57] Метод молекулярных орбиталей исходит из предположения, что состояние электронов в молекуле может быть описано как совокупность молекулярных элек- тронных орбиталей (молекулярных электронных облаков), причем каждой молекулярной орбитали (МО) соответствует определенный набор молекулярных квантовых чисел. Как и в любой другой многоэлектронной системе, в молекуле сохраняет свою справедливость принцип Паули, так что на каждой МО могут находиться не более двух электронов, которые должны обладать противоположно направленными спинами. Действует также правило Хунда, согласно которому минимальной энергии молекулы соответствует такое распределение электронов по энергетически равноценным орбиталям, при котором абсолютное значение суммарного спина молекулы максимально. Если на МО имеются неспаренные электроны, молекула парамагнитна если все электроны спарены — диамагнитна. [c.57] Если преобладающая часть электронного облака принадлежит двум или нескольким ядрам, это отвечает образованию двух- или многоцентровых связей соответственно. В подобных случаях молекулярная волновая функция может быть представлена в виде линейной комбинации атомных волновых функций взаимодействующих электронов (метод линейной комбинации атомных орбиталей — МО ЛКАО). [c.58] Если комбинируются две АО (например, 1х-А0 двух атомов водорода), то образуются две МО, отличные по энергии от исходных АО одна из них соответствует более низкой энергии электронов (связывающая МО), а вторая —более высокой энергии электронов (разрыхляющая МО) по сравнению с их энергией на АО. [c.58] В общем случае из п исходных АО образуется п МО. Химическая связь между атомами реализуется в том случае, когда число электронов на связывающих МО превышает число электронов на разрыхляющих МО. Под кратностью (порядком) связи в методе МО понимают полуразность числа связывающих и нисла разрыхляющих электронов. Ординарная связь соответствует двум связывающим электронам, некомпенсированным разрыхляющими электронами. [c.58] Чем выше кратность связи, тем меньше длина связи и больше энергия разрыва связи. [c.58] Пример 4. Объяснить с позиций метода МО возможность существования молекулярного иона Не и невозможность существования молекулы Нег. [c.58] Пример 5. Какая из молекул — Вг или Сг характеризуется более высокой энергией диссоциации на атомы Сопоставить магнитные свойства этих молекул. [c.59] В молекуле Ва два электрона расположены, согласно правилу Хунда, на двух п 2р-орбиталях. Наличие двух неспарен-ных электронов сообщает этой молекуле парамагнитные свойства. В молекуле Сг все электроны спарены, следовательно, эта молекула диамагнитна. [c.60] Вернуться к основной статье