Химическая связь и поляризация ионов

Одним из важных разделов теоретической химии является учение о химической связи. Ковалентная связь осуществляется общей электронной парой, облако которой по-разному может распределяться в пространстве относительно ядер атомов Если электронное облако располагается симметрично между ядрами обоих атомов, то такая связь является неполярной ковалентной связью. Если электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного атома, то происходит поляризация связи. Такая ковалентная связь называется полярной. Другой разновидностью химической связи является ионная связь, которую следует рассматривать как результат полного переноса электрона от одного атома к другому. Здесь допускается, что связь обусловлена силами электростатического притяжения между частицами противоположного заряда, В металлах между атомами осуществляется металлическая связь, характерной особенностью которой является обобществление валентных электронов множеством атомов в кристалле (делокализация). [c.87]

А, И. Бродский указывал в дискуссии [39, стр. 17], [70], что между ионизационным и ассоциативными механизмами имеется различие, которое примерно равноценно отличию механизмов 3-1и8-2 по Ингольду, и что такая классификация столь же обоснована, как деление химических связей па ионные и ковалентные. Это высказывание справедливо лишь, если рассматривать предельные случаи, поскольку А. И, Бродский согласен также с тем, что в зависимости от степени поляризации связей в активированном комплексе и от среды имеются любые переходные формы между механизмами [39, стр. 16]. [c.362]

Относительное понижение температуры плавления в веществах А В по сравнению с А А происходит благодаря наличию определенной доли ионной связи. С ионностью химической связи неразрывно связана поляризация ионов, увеличивающая гомеополярность. Поэтому в результате поляризации ионов уменьшается ионность связи и соответственно растет ковалентность. Кроме того, поляризация ионов всегда действует в направлении понижения температуры плавления решетка сама по себе уже оказывается более нагретой . [c.157]

ПОЛЯРИЗАЦИЯ — смещение электронной оболочки и ядер атомов, молекул или ионов друг относительно друга под действием внешнего электрического поля. П. химических связей заключается в смещении электронов, осуществляющих связь, в сторону более электроотрицательного атома под действием его электрического поля. П. приводит к образованию в частицах временных электрических диполей до тех пор, пока действует электрическое поле. [c.201]

Реакции восстановления, гидрирования, окисления, изомеризации, полимеризации в промышленных условиях осуществляются в растворах в присутствии катализаторов — комплексных соединений (ионов металлов УГИ группы Ре, Со, N1, Ни, а также Си, Ад, Иц, Сг, Мп). Сущность каталитического действия заключается в том, что ионы металлов выступают как доноры или акцепторы электронов. Химическое взаимодействие между реагирующими молекулами, координированными около центрального иона металла, облегчается благодаря поляризации молекул и понижению энергии отдельных связей. Центральный ион металла является мостиком, облегчающим электронные переходы между реагирующими молекулами. [c.295]

В гл. 4. Вы расширите свои познания о ионной и ковалентной связях, познакомитесь с явлением поляризации ионов и электроотрицательностью. Вам станет понятно, какими достоинствами и недостатками отличаются представления об ионном и ковалентном характере связи, в какой мере эти недостатки удается устранить, применяя теорию кристаллического поля или метод валентных схем. После изучения материала гл. 4 Бы поймете стремление к созданию единой модели химического взаимодействия, учитывающей как ионный, так и ковалентный вклад в образование связи. Такую модель предлагает теория молекулярных орбиталей. [c.169]

С поляризацией ионов связаны некоторые физико-химические закономерности, в частности сходство элементов, расположенных по диагонали в периодической системе, как показано справа. Химия лития во многом подобна химии магния, бериллий напоминает. .., а бор —. ... [c.170]

Более общим типом химической связи является ковалентная связь. Современная теория связи объясняет возникновение ионной связи из ковалентной предельной односторонней поляризацией, когда общая электронная пара переходит во владение одного из соединяющихся [c.98]

Таким образом, нет принципиального различия в механизме возникновения неполярной ковалентной, полярной ковалентной и ионной связей. Они различаются лишь степенью поляризации общих электронных пар. Природа химической связи едина. [c.98]

Ковалентная связь является более общим типом химической связи. Теория связи объясняет возникновение ионной связи из ковалентной предельной односторонней поляризацией (смещением) общей электронной пары, когда последняя переходит во владение одного из соединяющихся атомов. Например [c.73]

Поляризуемость простых анионов оказывает определяющее влияние на характер образуемых этими ионами химических связей (ионные или ковалентные). Чем больше поляризуемость, тем более вероятно, что анион образует ковалентную связь. При наличии поляризации электроны аниона испытывают все большее влияние ядра соседнего катиона. Если достигается обобществление этих электронов соседними ионами с про- [c.326]

С позиции электростатической теории, образование связи между иодид-ионом и молекулой иода можно объяснить поляризацией последней ионом иодида, возникновением диполя и дальнейшим ион-дипольным взаимодействием [37]. Это взаимодействие приводит к увеличению межатомного расстояния в молекуле иода с 2,67А до 2,82-2,9А. С позиции метода молекулярных орбиталей химическая связь в полииодидах определяется величиной интеграла взаимодействия при перекрывании р-орбиталей, вытянутых в направлении связей [38]. Большая величина интеграла взаимодействия, перпендикулярное расположение различных р-орбиталей одного атома иода по отношению к /7-орбиталям другого атома приводит к тому, что все валентные углы в полииодидах близки к 90 или к 180°. Отклонение в геометрии анионных комплексов от линейной симметричной структуры связывают с влиянием катионов. В кристаллах трииодида аммония [c.26]

В теориях ионной связи и ионных кристаллов ионы рассматриваются как жесткие сферы с постоянным радиусом. Вместе с тем многие физические и химические свойства ионных систем можно объяснить поляризацией ионов, т. е. взаимным влиянием их электронных оболочек. При сближении ионов происходит смещение электронов по отношению к ядру и возникает индуцированный дипольный момент ц д, уменьшающий общий дипольный момент молекулы. Поляризация зависит от поляризуемости иона и поляризующей способности его партнера (противоиона). [c.261]

Значения молекулярной рефракции химических связей, атомов, молекул и ионов могут быть использованы для качественной оценки их поляризуемости. Поляризуемостью молекулы (иона, связи) называют способность ее к поляризации, т, е. к изменению положения ядер и состояния электронного облака под влиянием внешнего электрического поля. В основном происходит электронная поляризация. [c.39]

Лоури [26] выдвинул электронное объяснение в отношении сопряженных систем, основанное на активации ковалентных связей поляризацией. Он предполагал, что лишь активированные молекулы подвергаются химическим изменениям и свойства конъюгированных систем зависят от возможности ионизации следующих одна за другой двойных связей и возможности рекомбинации зарядов ионов между смежными атомами, так что электронные заряды перемещаются от одного до другого конца системы. Направление миграции определяется давлением электронов на концах системы, так что дипольный момент заместителей определяет направление движения заряда. Таким образом, конъюгированная система вступает в комбинацию с ионным реагентом, активация происходит следующим образом [c.562]

Полагая, что распространение кристаллографических представлений на поверхность может привести к неверным результатам, один из авторов ранее предложил модель, основанием для которой послужили электрические свойства (поляризация) химических связей в группе АР О 81 и поляризация воды с образованием водородного иона на месте активного центра. Предполагается, что на поверхности но этому механизму может соединяться самое большее три атома кремния с трехвалентным алюминием. Степень поляризации этих связей не зависит от координационного числа алюминия относительно кислорода. Координационное число может изменяться и [c.97]

Однако имеются металлы (например, железо или никель) с очень малой плотностью тока обмена (10 — 10" А/см ). Энергия активации их анодного растворения велика, они нуждаются в сильной активационной поляризации, растворение их идет медленно. Медленное растворение, то есть большая энергия активации для металлов группы железа, хрома, тантала и т. д., является, по-видимому, результатом наличия сильной связи между ионами металла и электронами, удерживающей частицы в кристалле металла. Этим также объясняется большая твердость и относительно плохая электропроводность таких металлов. По той же причине продукты их анодного или химического окисления во многих случаях не переходят в раствор, а остаются сцепленными с поверхностью и тем самым пре- [c.188]

Механизм SnI описывается двумя стадиями взаимодействия. Первая стадия диссоциации (6.23) для полярных ковалентных соединении типа алкилгалогенидов происходит с разрывом химической связи по ионному типу и требует не только большой энергии активации, но и сильной сольватации ионов. Первую стадию механизма только условно можно считать мономолекулярной, так как диссоциация молекул на ионы в растворе не может протекать при обычных условиях как самопроизвольный процесс. Для диссоциации связи С-Вг необходимо участие растворителя как реагента. Растворитель на стадии активации алкилгалогенида вызывает поляризацию связи С-Вг за счет диполь-дипольного взаимодействия RBr с молекулами растворителя solv и взаимодействия по типу водородной связи R-Br- HSolv, если в качестве растворителя выступают протонодонорные молекулы HSolv. Переходное состояние медленной обратимой стадии (6.23) можно представить сле-дуюшим образом [c.208]

Из табл. 30 видно, что значения ионных рефракций, определенные из простых солей, заметно отличаются от аналогичных величин, вычисленных из данных по комплексным соединениям. Причина, как и в только что рассмотренном случае халькогенидов щелочноземельных металлов, заключается в сильной поляризации анионов неблагородногазовыми катионами или в значительном отклонении характера химической связи от ионного типа. Поэтому Бокий и Бацанов [113—115] в своей эмпирической системе ионных рефракций для кристаллического состояния при расчете использовали только такие соединения, где химическая связь наиболее близка к ионному типу, а именно комплексные соли или (для одноатомных анионов) соли калия, кальция, стронция. [c.63]

Низкая полярность, но исключительно высокая поляризуемость алкенилсукцинимидов, определяемая прежде всего неспаренными электронами аминных групп (их основностью), приводят к высокой поверхностной активности ПАВ этого класса а различных поверхностях раздела в объеме масла (высоким солюбилизирующим, эмульгирующим, детергентно-диспергирующим, стабилизирующим свойствам) и на поверхности металла (см. табл. 18). Энергия связи молекул подобных ПАВ с ядром вторичной мицеллы поверхностью твердой частицы или металла зависит не только от химического строения присадки, динамических электронных эффектов ее активных групп, т. е. поляризуемости, но в значительной степени и от силы поляризации, т. е. природы активного центра — ядра мицеллы или поля металла. Так, энергия связи молекул с активным центром может определяться слабыми ван-дер-вааль-совскими силами, Н-связями, но сильными координационными химическими связями. Поверхностные ионы некоторых металлов, например свинца, меди, никеля, кобальта и др., могут служить комплексообразователями, вокруг. которых группируются активные ЫНг- и другие группы алкенилсукцинимидных присадок, выступающих в качестве лигандов (аддендов). Такие комплексные соединения растворяются в маслах, в связи с чем немодифицирован-ные алкенилсукцинимиды значительно усиливают химическую коррозию цветных металлов. [c.95]

Минимальным поляризующим действием в ряду Ь —Сз должен был бы обладать Сз. Однако согласно последним сведениям иону Сз+ в некоторой степени свойствен эффект дополнительной поляризации. Поэтому в соединениях, включающих наряду с Сз+ сильно поляризующиеся анионы, благородно-газовая электронная оболочка иона Сз+(4с( °5525Р ) испытывает деформацию, приводящую к возникновению химической связи катион—анион, включающей значительную ковалентную составляющую. По-видимому, только фторид цезия СзР свободен от такого рода поляризационных взаимодействий. Уже для СзС1 теоретический расчет показывает значительный перенос заряда с хлора на цезий, в результате чего эффективный положительный заряд на атоме цезия много меньше чем -Ь1. Поляризационными эффектами может быть объяснен своеобразный характер изменения температуры плавления безводных галогенидов ЩЭ (подробно см. в работе [1,. с. 35]) [c.14]

Даже М (II), Са (II), 5г (II) образуют с комплексонами хелатные комплексы высокой устойчивости Ве (II) — исключение. Координация комплексона осуществляется только через кислород, как с обычной карбоновой кислотой. Азот не координируется, поэтому вклад хелатного эффекта в химическую связь отсутствует и комплекс оказывается непрочным, легко гидролизуется, превращаясь в полимерный малорастворимый гидроксокомплексонат. Причиной аномального поведения Ве (II) по отношению к комплексонам, по-видимому, является малый размер иона Ве2+ и вызываемый им высокий эффект поляризации. Ион Ве2+ слишком сильно стягивает на себя атомы кислорода комплексона это вызывает существенные искажения в пятичленных хелатных циклах и делает их замыкание энергетически невыгодным. [c.44]

Более общим типом химической связи является ковалентная связь. Современная теория связи объясняет возникновение ионной связи из ковалентной в результате предельной односторонней поляризации (смещения) электронного сблака связи, когда последнее переходит во владение одного из соединяющихся атомов. Например, [c.49]

Практически можно считаться только с поляризующим действи< ем катионов и поляризуемостью анионов. Поляризующее действие катионов в первую очередь зависит от его электронной структуры, величины заряда (степени окисления) и радиуса. Чем меньше радиус и главное квантовое число внешних электронных орбиталей иона и больше его заряд, тем значительнее его поляризующее дей ствие. Отсюда сильным поляризующим действием обладают небольшие катионы первых рядов Периодической системы, особенно при передвижении слева направо. Поляризуемость анионов зависит от тех же факторов, что и поляризующее действие катионов. Анионы с большими радиусом (размером) и зарядом сильнее поляризуются. Чем больше главное квантовое число внешних электронных орбиталей аниона, тем выше его поляризуемость. При одинаковом главном квантовом числе р-электронные облака поляризуются в большей степени, чем s-облако. Поляризующее действие катиона сводится к оттягиванию на себя электронного облака от аниона. Этот процесс можно уподобить возникновению донорно-акцепторной связи, в котором катион выполняет роль акцептора, а <1ни0н — донора неподеленной электронной пары. В результате ионность химической связи уменьшается а степень гомеополярности растет, т. е. связь становится полярной ковалентной. Таким образом, поляризация ионов уменьшает степень ионности химической связи и по своему эффекту противоположна поляризации ко-валентной связи. [c.103]

Последняя характеристика является прямым следствием того, что в молекуле имеется налицо крайняя степень локализации плотности валентного заряда на одном из ядер, а именно на фторе. Избыточные плотности около ядра Ы поляризуются, отталкиваясь от избыточного отрицательного заряда в области Р, и уходят на заядерную сторону ядра Ы. Внутренние части электронного облака Р имеют избытки плотности, поляризованные в сторону ядра лития, положительный заряд которого оголен, т. е. сильно деэкранирован со стороны ядра фтора. Эта последняя поляризация добавочно экранирует ядро Р и уменьшает взаимное отталкивание ядер. Профильные разрезы контурных диаграмм вдоль межъядерных осей приведены как для Ь1Р, так и для N2 и иллюстрируют две возможные крайности в перераспределении исходных электронных зарядовых плотностей, требуемых для образования химической связи. Эти две модели дают как бы определение крайним случаям ионной и ковалентной связи. [c.259]

Следует отметить, что кроме воды известно огромное число самых различных растворителей. И так же, как при образовании водных растворов, центральную роль играют процессы сольватации—взаимодействие молекул растворителя с растворяемым объектом. Значение процессов гидратации при электролитической диссоциации в водных растворах отмечалось впервые в работах И. А. Каблукова (1891) и В. А. Кистяковского (1888—1890), положивших начало развитию теории электролитов, один из важнейших вопросов которой является изучение структуры растворов и характера распределения в них ионов. Установлено, что не только молекулы воды влияют на структуру раствора (поляризация, ионизация), но и растворяемое вещество в свою очередь влияет на структуру воды (растворителя). Как заряженные частицы, ионы обладают электрическим полем, напряжен юсть которого достигает величин порядка 10 В/см. Это поле определяет сильное электростатическое взаимодействие между ионом и полярными молекулами воды. Молекулы воды, находящиеся в непосредственной близости к иону, могут связываться с ним силами химической связи, образуя химическое соединение. Непосредственно присоединенные к иону молекулы воды строго ориентированы, их расположение напоминает структуру кристалла. Следовательно, при растворении электролита структура воды становится неоднородной. Часть молекул воды, которая далека от иона, остается в прежнем состоянии, это собственная структура воды HjO ,, другая часть—псевдокристаллическая структура, характерная для ионной зоны Н О , . В переходном слое между этими зонами вода имеет промежуточную [c.109]

Среди материалов, обладающих электрическими свойствами, обычно рассматр йвают проводники, полупроводники и диэлектрики. Различия между ними определяются характером химической связи и структурой энергетических зон, возникающих в результате взаимодействия атомов или ионов, составляющих кристаллическую решетку. Энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла в отличие от диэлектрика характеризуется более узкой полосой запрещенных энергий. Некоторые важнейшие полупроводниковые материалы для электронной техники уже были рассмотрены (германий, кремний, арсенид галлия). В то же время существует много перспективных соединений типа А В (А —Оа, 1п В -8Ь, Аз, Р) и А В1 (А11-2п, Сс1, Hg В -5, 8е, Те). Первые из них обладают исключительно высокой подвижностью носителей заряда, а вторые позволяют в широком интервале изменять ширину запрещенной зоны. Среди диэлектриков со специальными свойствами в первую очередь следует выделить сегнето- и пьезоэлектрические материалы для квантовой электроники, включая активные среды лазеров и мазеров. Первые из них склонны к поляризации только пол влиянием внешних механических воз- [c.164]

Химическая связь в Ш-нитридах имеет смешанный ионно-ковалентный тип. Эффекты зарядовой поляризации (в направлении М Н, где М = В, А1, Оа, 1п), обеспечиваюцще ионную составляющую связи, можно проследить на рис. 1.4, где приводятся контуры распределения зарядовой плотности (р) вдоль линии связи М— К, а также карты изоэлектронных контуров в х2-плоскости кристаллов. Общее представление о характере изменения ионности связи в ряду ВК -> АЫ -> ОаК 1п позволяют составить данные табл. 1.2, где суммированы величны эффективных атомных зарядов (схеме анализа Малликена и методом интегрирования р в атомных сферах [47]. В целом расчеты фиксируют значительную долю ковалентной составляющей связей М—Н существенные различия в двух схемах определения вклада ионной составляющей отражают известные трудности корректного расчета эффективных зарядов [c.14]

Если в соответствии с мнением Косселя, Фаянса и других принять, что химические силы между ионами металла, молекулами аммиака и воды обусловлены лишь электрическим притяжением между электрическими зарядами иона металла и постоянными я индуцированными диполями молекул, то можно объяснить многое в образовании и устойчивости амминов. Следует отметить только два интересных момента. Известно, что постоянный дипольный момент воды несколько больше постоянного дипольного момента аммиака , но зато аммиак больше поляризуется, о чем свидетельствуют рефрактометрические измерения и, вероятно, поэтому молекулы аммиака обычно связаны с ионами металла сильнее, чем молекулы воды. Различие в поляризуемости проявляется меньше в случае больших ионов щелочных и щелочноземельных металлов с электронной оболочкой инертного газа. Этим объясняется то, что в водных растворах этих ионов не образуются аммины (исключение составляют только очень концентрированные растворы). Этого не наблюдается в случае ионов металлов побочных групп, которые вследствие своей электронной конфигурации имеют значительно большую энергию поляризации и где соответственно происходит значительное образование амминов даже при малых концентрациях (если только радиус не очень велик и мал заряд). [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология