Симметрия и полярность молекул

Не следует путать дипольный момент связи и дипольный момент молекулы, так как в молекуле могут существовать несколько связей, дипольные моменты которых суммируются как векторы. Кроме того, на величину дипольного момента молекулы могут влиять магнитные поля орбиталей, содержащих электронную пару, — неподеленные электроны. Большое влияние на полярность молекулы оказывает ее симметрия. [c.84]

В многоатомных молекулах полярность зависит от полярностей отдельных связей и от относительного расположения последних в молекуле. Многоатомная молекула при отсутствии в ней полярных связей, очевидно, и в целом не будет обладать полярностью. При наличии одной полярной связи ее полярностью будет определяться и полярность молекулы в целом. При наличии же двух или нескольких полярных связей полярность молекулы будет зависеть еще и от относительного расположения связей. Так как дипольный момент является величиной, связанной с определенным направлением, суммирование дипольных моментов отдельных связей для определения дипольного момента всей молекулы должно производиться по правилам сложения векторов. Результат будет зависеть от симметрии в расположении этих связей в молекуле, и может происходить частичная и даже полная взаимная компенсация дипольных момент )В отдельных связей. Молекулы, построенные вполне симметрично, обладают дипольным моментом, равным нулю, хотя бы отдельные связи, в них содержащиеся, и были полярными. [c.78]

Молекулы, состоящие из трех или более атомов с полярными связями, могут быть как полярными, так и неполярными. Это зависит от симметрии строения молекул. Например, молекулы воды и аммиака полярны, распределение электрических зарядов у них такое, что электрические центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадут [c.94]

Не м енее поучительны карты общей электронной плотности полярных молекул ряда гидридов от LiH до HF (рис. 62) [20]. Полностью подтверждено представление о распределении зарядовой плотности в гетеронуклеарных молекулах. Исчез центр симметрии электронного облака. Преобладающая часть электронного заряда сосредоточена у более электроотрицательного атома, каким является Н в LiH и F в HF. В молекуле HF частично оголенный протон втянут в почти сферическую оболочку, окружающую ядро фтора. Такой почти сферический вид контура электронной плотности указывает на близость связи к ионной. [c.154]

В водных растворах солей кобальта полярные молекулы воды под влиянием электростатического поля катиона ориентируются вокруг него, образуя гидратную оболочку из шести молекул,и создают вокруг него электрическое поле определенной симметрии. Симметрия поля зависит от расположения молекул воды относительно центрального иона. [c.73]

Силы межмолекулярного взаимодействия влияют на образование сольватной оболочки вокруг молекул и надмолекулярных структур. Как известно из принципа симметрии, подобное всегда лучше взаимодействует с подобным. Поэтому гидрофильные поверхности микрочастиц или мицелл, макромолекул, взаимодействуют довольно значительно только с полярными молекулами. Гидрофобные молекулы или сложные час- [c.64]

Измерение дипольного момента может дать представление о симметрии равновесной конфигурации молекулы. Так, полярность молекулы Н3О указывает на ее изогнутость, а неполярность молекулы СО2 — на линейность. Дипольный момент многоатомной молекулы можно условно пред-Рис. 32. Электрический ставить как векторную сумму дипольных [c.86]

Лиганды, окружающие комплексообразователь, являются или отрицательными ионами, или полярными молекулами, обращенными к ком-плексообразователю отрицательно заряженным концом диполя. Поле лигандов пе обладает сферической симметрией. Поэтому энергия электронов на орбиталях -подуровня комплексообразователя, направленных к лигандам по осям X, у, 2, будет выше по сравнению с энергией орбиталей, направленных между осями координат. Так как орбитали с12 и вытянуты вдоль осей координат в направлении к ли- [c.200]

Кроме того, на величину электрического момента молекулы могут влиять магнитные поля орбиталей, содержащих электронную пару, — неподеленные электроны. Большое влияние на полярность молекулы оказывает ее симметрия. [c.81]

Как уже обсуждалось в разд. 1.15, структурной единицей неионного вещества — твердого, жидкого или газообразного — является молекула. Поскольку молекула метана обладает высокой симметрией, полярности отдельных связей С—Н компенсируют друг друга в результате сама молекула неполярна. [c.40]

Молекулы растворителя, обладающие постоянным дипольным моментом, называют полярными (биполярными), а не имеющие дипольного момента молекулы — неполярными или аполярными. К сожалению, в литературе термины полярный и аполярный (или неполярный ) используют для описания свойств растворителей, зависящих не только от наличия или отсутствия дипольного момента, но и от их диэлектрической проницаемости, хотя между дипольным моментом и диэлектрической проницаемостью нет непосредственной взаимосвязи. Если все возможные конформации данной молекулы имеют центр симметрии, несколько осей симметрии порядка п или плоскость симметрии, перпендикулярную оси симметрии порядка п, то по соображениям симметрии эта молекула не может иметь постоянного дипольного момента. Следовательно, постоянным дипольным моментом могут обладать только молекулы, принадлежащие к точечным группам С[, Сц, или Сп . Постоянный дипольный момент молекул органических растворителей изменяется от О до 18,5-10 ° Кл-м (0—5,5 Д) (см. приложение, табл. А.1). У растворителей, содержащих биполярные группы, в том числе С —О , iN , N —О , О , [c.98]

Следовательно, водород в молекуле спирта относительно положительно заряжен, а остальная часть молекулы заряжена отрицательно. Дипольный момент служит мерой этого явления. Обычно молекулы имеют несколько групп (образующих диполи), которые вследствие симметрии компенсируют друг друга, уменьшая общий дипольный момент. Полярные молекулы имеют тенденцию к ассоциации с расположением атомов водорода между отрицательно заряженными частями соседних молекул [c.128]

Другая причина полярности молекул заключается в н е-симметрии их строения плоскостной — для [c.241]

При помощи указанных методов можно получить сведения о сопровождающих адсорбцию возмущениях как адсорбента, так и адсорбата. Оба метода были одновременно использованы для исследования необычных сжатий пористого стекла при адсорбции полярных молекул. Было найдено, что водородная связь между адсорбатами и поверхностными группами ОН твердого тела образуется всякий раз, когда имеет место сжатие. Чем сильнее образующаяся водородная связь, тем больше сжатие. Рассмотрены также адсорбаты, содержащие группы ОН. В результате этих исследований удалось получить некоторые представления о топографии реальной поверхности и об изменениях в движении и симметрии молекул при их переходе из газовой в адсорбированную фазу. [c.301]

В водных растворах солей меди полярные молекулы воды под влиянием иона меди ориентируются вокруг него, образуя сольватную оболочку из шести молекул, создающих вокруг иона электрическое поле определенной симметрии. Симметрия поля зависит от того, как располагаются диполи воды вокруг иона Си . [c.118]

Полярность молекулы в целом равна векторной сумме моментов отдельных связей существуют молекулы, дипольный момент которых равен нулю, хотя они и имеют полярные связи. Это справедливо для всех молекул, где элементы симметрии таковы, что диполи, образованные связями, попарно компенсируются. Например, ди-польные моменты четыреххлористого углерода (I), метана (II), а также транс-соединений (III) равны нулю, но они больше нуля у г ис-изомеров (IV) [c.23]

Валентные СН-колебания метальных групп, присоединенных к ненасыщенным или полярным группам. Метильная группа дает две фундаментальные частоты валентных СН-колебаний в случае молекул с симметрией С у, однако число частот увеличивается до трех при симметрии Сз из-за снятия вырождения Уаз-колебаний. Однако у полярных молекул наблюдается также связь между фундаментальными частотами этих колебаний и обертонами деформационных колебаний метильной группы. Вследствие этого появляются серии полос между 2980 и 2700 см , различающихся положением в спектре и относительной интенсивностью в зависимости от положения полос обертонов. Подробный анализ спектров различных классов соединений позволил все-таки получить полезные корреляции, хотя в некоторых случаях могут быть сомнения в точности отнесения частот. [c.10]

И.зучение ИК- и КР-снектров позволяет проводить структурногрупповой качественный и количественный анализ индивидуальных соединений и их смесей, определять симметрию сложных молекул, их геометрическую структуру, изомерию, полярность групп, межмолекулярное взаимодействие, наличие ассоциатов, внутри- и меж-молекулярных водородных связей, а также характеризовать природу химических связей. [c.69]

Дипольные моменты низкомолекулярных веществ. Исследование диэлектрической поляризации вещества позволяет определить дипольный момент lo его молекул, связанный с диэлектрической проницаемостью е уравнением (9.20). По величине дипольного момента можно судить о симметрии зарядов в молекуле, наличии изомерии, о расположении радикалов в сложных органических соединениях, т. е. охарактеризовать стереохимическую структуру молекулы. Определение дипольных моментов проводят обычно в газе или в растворе полярного вещества в неполярном растворителе, где при бесконечном разбавлении можно исключить взаимодействие полярных молекул друг с другом. Для раствора уравнение (9.20) можно записать в следующем виде [c.258]

В большинстве неорганических соединений сущест вует ионная (или условно принимаемая за ионную) связь между элементами, основанная на притяжении разноименных электрических зарядов. Одноименно заряженные элементарные ионы не могут быть связаны между собой. Все валентности должны быть полностью взаимо насы-ш,еиы. Каждая единица валентной связи обозначается черточкой между символами связанных между собой ионов. Структурные формулы являются в некоторых отношениях условными и, как правило, не отражают реальной геометрии молекул. Например, структурная формула воды обычно пин1ется Н —О—Н, но современная наука нашла угол между направлениями валентных связей между ионами кислорода и водорода (ок. 105 ), обусловленный полярностью молекул воды. Поэтому графическое начертание структурных формул может быть различным, но должно удовлетворять требованиям симметрии и удобства, а также основному требованию—чередованию положительных и отрицательных Зарядов. Приводим примеры составления структурных формул окислов, оснований, кислот и солей. [c.41]

Молекула диоксида углерода СО2 обладает плоскостной симметрией расположения. Хотя связи С = 0 полярны, молекула диоксида углерода построена симметрично. [c.143]

Поскольку появление дипольного момента нарушает сферическую симметрию формы молекулы и усложняет характер межмолекулярного взаимодействия, этот параметр можно использовать и для характеристики полярности вещества. [c.8]

У большой группы веществ центры тяжести отрицательных и положительных зарядов не совпадают с центром симметрии в отсутствие электрического поля. Этим молекулам присущ постоянный дипольный момент. В подобных полярных молекулах поляризация возникает не только из-за смещения электронного облака или атомов от положения равновесия, но и вследствие ориентации диполей в электрическом поле, создавая ориентационную (или дипольную) поляризацию. Полярные молекулы стремятся в электрическом поле установиться таким образом, чтобы дипольные моменты были направлены параллельно полю. Смещение положительно заряженных ядер происходит в направлении, противоположном смещению электронов. При этом индуцируется дипольный момент того же знака, что и прп смещении электронов. [c.115]

Полярные молекулы характеризуются симметрией Сз, Сп или С с. У молекул, имеющих ось симметрии, дипольный момент направлен вдоль этой оси. Если в молекуле есть плоскость симметрии, то вектор ц лежит в этой плоскости. Молекула не имеет дипольного момента (р=0), если имеется зеркально-поворотная ось Зп любого порядка, например ось 2 в молекуле Нг или в линейной молекуле СОг (центр симметрии соответствует оси 5г), ось 4 з [c.59]

Для молекул с малыми jxo существенную роль играет отклонение молекул из-за индуцированного дипольного момента за счет электронной и атомной поляризации. Дипольный момент ориентирован в основном вдоль поля. Использование двух последовательных квадрупольных линз, в которых электрическое поле имеет радиальную симметрию, т. е. определяется только расстоянием от оси квадруполя, позволило так формировать пучки, что неполярные и полярные молекулы той же ориентации, что и индуцированный момент, не попадают в детектор, расположенный на оси квадруполя, т. е. дефокусируются, а полярные молекулы с противоположной ориентацией, наоборот, фокусируются на детектор. [c.76]

Ауз = 5 и 7 м соответственно, для Sa Ava = 23 см" при переходе от газа к жидкости, а для Sea — 36 см". Как видно, чем меньше у сходственных молекул частота, т. е. упругость связи, тем сильнее ослабляет связь ван-дер-ваальсово взаимодействие. Изменяется при взаимодейств 1и и вероятность переходов, т. е. интенсивность полос. Нарушение первичной симметрии молекулы в результате взаимодействия ослабляет строгость правил отбора, в спектрах могут проявляться запрещенные частоты. В кристаллах поле симметрично распределенных зарядов может привести к снятию вырождения, например, в кристалле СОа снимается вырождение деформационного колебания V2 = 667 СМ и проявляются две частоты va 660 и 653 см". В спектре кристаллов могут проявляться также колебания решетки. Спектр молекул, изолированных в матрице (область менее 200—300 см" ), может отличаться от спектра свободных молекул, благодаря взаимодействию между ними и кристаллом матрицы, особенно для сильно полярных молекул. [c.178]

В свободном атоме или ионе комплексообразователя энергии всех ( -электронов, принадлежащих к одной и той же электронной оболочке, одинаковы, т. е. эти электроны занимают один энергетический уровень. В комплексе положительный ион-кэмплексообразователь окружен лигандами, которые могут быть или отрицательными ионами, или полярными молекулами, которые обращены к комплексообразователю своим отрицательным концом. Между электронами /-орбиталей иона-комплексообразователя и отрицательными лигандами действуют силы отталкивания, которые увеличивают энергию /-электронов. При этом электростатическое воздействие лигандов на различные /-орбитали неодинаково, так как поле лигандов не обладает сферической симметрией. Поэтому энергия электронов на /-орбиталях, расположенных близко к лигандам, возрастает больше, а на /-орбиталях, удаленных от лигандов, меньше в результате под Таблица 1.13. Ти/1ы гибридизации и соответствующие им геометрические формы комплексов [c.130]

Существование или отсутствие электрического дипольного момента у молекулы связано с ее симметрией. Так, молекулы, обладающие центром симметрии, неполярны. К ним относятся двухатомные молекулы с одинаковыми ядрами (Hj, Oj, l и др.). Напротив, двухатомные молекулы с разными ядрами, такие, как НС1, Na l и т. п., — полярны. В настоящее время разработаны различные методы определения дипольных моментов молекул в растворах и в газообразном состоянии, в том числе прецизионные методы спектроскопии в микроволновом радиодиапазоне. Дипольные моменты различных молекул имеют порядок от ОД до 10 Д. [c.72]

Полярная молекула НГ. На рис. 1.16 дана форма МО простейшей двухатомной гетероядерной молекуш>х НР. Поскош>ку валентная оболочка атома фтора описьшается одной и тремя 2/ -атомными орбиталями, а атом водорода имеет Ь -орбиталь, обш ее число образуюш ихся молекулярных орбиталей в молекуле равно пяти. На четырех нижних по энергии орбиталях фг ц 4 попарно размеш аются восемь электронов, пятая орбиталь пустая. На рисунке, кроме обьемньгх изображений МО, приведены также эскизы орбиталей, даюшде представление о симметрии и о том, какие АО атома фтора использованы для образования данной МО. [c.46]

Дисперсионный эффект. Представление об ориентационном и индукционном взаимодействии позволило понять причины взаимного притяжения молекул в том случае, если все молекулы или часть их являются полярными. Но опыт показывает, что силы Ван-дер-Ваальса действуют между частицами и в тех случаях, когда они неполярны. Таковы, например, атомы инертных газов, электронные оболочки которых обладают сферической симметрией. С другой стороны, выяснилось, что даже в случае полярных молекул ориентационное и индукционное взаимодействие составляют лишь часть наблюдаемого на опыте ван-дер-ваальсова взаимодействия. Все это указывало на существование еш,е одной составляющей сил Ван-дер-Ваальса. Теория этого эффекта была развита Вангом [14] и в особенности Лондоном [15]. [c.64]

В общем случае полярность того или иного соединения определяется не симметрией всей молекулы, а симметрией взаимной ориентации полярных групп. Так, феиантрен (XV) не обладает дипольным моментом [2], хотя имеет всего Сгг-симметрию, потому что расположение векторов моментов полярных групп С—Н центросимметрично. [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология