ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дипольный момент и полярная структура молекул из "Краткий курс физической химии Издание 3" Электрические заряды могут быть неравномерно распределены между атомами в молекуле. В одной части молекулы могут преобладать положительные заряды, а в другой—отрицательные. Такая полярность молекул отражается на многих их свойствах. [c.74] Система из двух электрических зарядов е и е , равных по ве и41 Ч-. но противоположных по знаку и расположенных на неч т ром расстоянии й один от другого, называется диполем. Произведение величины зарядов е на расстояние между ними называется дипольным моментом и обозначается обычно через 1=ек. [c.75] Молекулы и связи, обладающие несимметричным распределением электрических зарядов, называются полярными. Полярные молекулы обладают дипольным моментом, отличным от нуля. [c.75] Величина дипольного момента молекул выражается обычно в электростатических единицах, умноженных на сантиметр, что отвечает дин 1 см . Заряд одного электрона равен 4,80223. 10-10 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 дебаем (обозначается О). [c.75] Экспериментальные определения дипольных моментов произведены в настоящее время для большого числа различных веществ. Полученные данные позволяют создать общую картину полярной структуры молекул. [c.75] Анализируя имеющийся опытный материал, можно установить, чт ) двухатомные молекулы, состоящие из одинаковых атомов в соответствии с вполне симметричным положением связывающей их электронной пары, не обладают полярностью, и для них 1л=0. Двухатомные молекулы, состоящие из неодинаковых атомов, в большинстве случаев являются в той или иной степени полярными. В общем, чем больше различие в электроотрицательности элементов и чем, следовательно, более асимметричным является распределение электронной пары, связывающей данные атомы, тем больше будет и полярность связи. Наибольшей величины, при прочих равных условиях, она должна достигать при чисто ионной связи. Впрочем, строго говоря, между асимметрией в распределении электронной пары и дипольным моментом однозначной зависимости может и не быть, так как асимметрия эта определяет собой только величину заряда атомов в данной молекуле, а дипольный момент зависит еще и от расстояния между ними. [c.75] Компенсация дипольных моментов связей широко распространена среди углеводородов. Связь С—Н является очень слабо полярной дипольный момент ее равен примерно 0,4- Метиль-ная группа в целом обладает таким же моментом, поэтому во всех предельных углеводородах эти моменты полностью взаимно компенсируются при любом строении молекул этих углеводородов. [c.77] При несимметричном строении молекулы (у других вешеств) полной компенсации моментов отдельных связей не происходит. Молекула Н О, например, построена нелинейно (рис. 20), а связь Н—О сильно полярна. Вследствие этого молекула HjO в целом обладает значительным дипольным моментом. То же мы имеем для молекулы NHg. К полярным веществам принадлежит большое число других соединений (спирты, кислоты, эфиры, кетоны и др.). В табл. 6 приведены значения дипольных моментов некоторых из них. В углеводородах, содержащих двойную или тем более тройную связь, также может не происходить полной компенсации дипольных моментов связей, и такие молекулы могут обладать небольшим дипольным моментом. [c.77] Другим примером влияния полярной структуры молекул на свойства вещества может служить хорошо известное явление электролитической диссоциации. Здесь также играет роль взаимодействие полярных молекул растворителя (и, в частности, воды) С сильно полярными молбкулзми электролитов. [c.78] Еще в более сильной степени происходят подобные взаимодействия между ионами и полярными молекулами ионно-диполь-ная связь). Многие свойства растворов электролитов целиком зависят от такого взаимодействия молекул растворителя с находящимися в растворе ионами. В результате у иона образуется как бы оболочка из молекул растворителя ее называют сольватной или—в частном случае водных растворов—гидратной оболочкой ( 156). Подобные же взаимодействия играют роль в образовании кристаллогидратов различных солей или других соединений. В таких процессах большую роль играет и происходящая при этом взаимная поляризация частиц. [c.78] Вернуться к основной статье