Полярные и неполярные молекулы. Дипольный момент и симметрия молекул

Дипольный момент — наиболее непосредственная характеристика полярности связи. Неполярны ((1 = 0) двухатомные гомонуклеарные молекулы (чисто ковалентная связь), в гетеронуклеарных молекулах связь полярна (ц Ф 0). Особенно велики значения [1 у ионных молекул. Неполярны многоатомные молекулы, имеющие центр симметрии (ВеРа, 8Рв и др.) или обладающие высокой симметрией, например [c.86]

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]

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]

НЫХ молекул активны в близкой инфракрасной области, вследствие чего наблюдаются колебательно-вращательные полосы. Некоторые виды колебаний даже тех молекул, которые являются симметричными в их равновесном состоянии, сопровождаются смещениями ядер, которые разрушают симметрию и приводят к возникновению результирующего дипольного момента. Не все виды колебаний активны, но даже у таких симметричных молекул, как метан, некоторые колебания способны взаимодействовать с инфракрасным излучением. Если многоатомная молекула имеет результирующий дипольный момент в ее основном состоянии, то она может давать как чисто вращательный, так и колебательно-вращательный спектр. Все многоатомные молекулы, подобно двухатомным, способны давать полосатые электронные спектры, независимо от того, полярны или неполярны они в их нормальном состоянии. [c.184]

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]

Дальнейшее рассмотрение вектора поляризации диэлектрика р требует использования молекулярных представлений. Чтобы связать макроскопическое поведение диэлектрика со свойствами отдельных его молекул и установить механизм поляризации, необходимо выяснить, как будет вести себя изолированная нейтральная молекула диэлектрика в электрическом поле. С этой точки зрения все диэлектрики могут быть разделены на неполярные и полярные. У первых молекулы обладают электрической симметрией, центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Полярные же диэлектрики построены из электрически асимметричных молекул, у которых центры тяжести положительных и отрицательных зарядов находятся на некотором расстоянии I друг от друга и образуют электрический диполь. Таким образом, неполярные молекулы в отсутствие поля не обладают дипольным моментом, а полярные имеют независимо от поля постоянный дипольный момент. [c.8]

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]

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]

Вопрос о полярности молекул другого строения решается аналогично. Очевидно, что, зная равновесную геометрическую конфигурацию молекулы или только элементы симметрии геометрической конфигурации, можно решить вопрос о том, может ли молекула быть полярной или она неполярна, и если дипольный момент может быть отличен от нуля, то как расположена ось, вдоль которой он может быть направлен по отношению к равновесной конфигурации ядер. [c.241]

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]

Но в соединении 8ЬС1з эта симметрия становится более сложной (см. строение молекулы ЫНз, табл. 23) и появляется большой дипольный момент, так как электроотрицательности 5Ь и С1 разнятся более чем на единицу. ЗпСЦ и Т1С14 представляют собой неполярные молекулы за счет их высокой степени симметрии, но связи имеют ковалентный и полярный характер, так как различие в электроотрицательности этих элементов и хлора очень велико (Т1 1,54 8п 1,96 С1 3,16). Резное различие электроотрицательностей реагирующих элементов приводит к возникновению больших дипольных моментов и практически к передаче электрона с одного атома на другой. [c.87]

Эффекты симметрии. Вследствие того, что общий электрический дипольный момент молекулы является результирующей векторного суммирования моментов связей, он, разумеется, сильно зависит от ее симметрии. Так, молекулы СОз и С5з, несмотря на то, что они содержат полярные связи, являются неполярными, в то время как моменты молекул О3, 80а и N113 отличаются от нуля это указывает на то, что они обладают трехугольной или пирамидальной формами (молекула N113 имеет форму сплющенной пирамиды с высотой 0,38 А и валентными углами 107 ) [c.115]

Дейтерий несколько более электроположителен но сравнению с легким водородом. Этот факт был экспериментально обнаружен Халеви в 1956 г. при изучении влияния на силу кислот замещения па дейтерий он согласуется с другими подобными исследованиями (гл. XIV) и наблюдаемыми дипольными моментами (гл. III). Длина связи С — D немного меньше средней длины С — Н-связи такое сжатие связи может приводить к отталкиванию электронов связи по направлению к электронам оставшейся части молекулы, создавая, таким образом, эффект электроположительности. Индуктивный эффект всех алкильных групп равен нулю. Для метильной группы такой вывод вытекает из симметрии и неполярного характера этана и метана, а для других алкильных групп — из последовательности аналогичных сравнений. Однако указанный вывод связан с тем обстоятельством, что в целях стандартизации и сведения к минимуму эффектов поляризации взаимодействия были выбраны молекулы алканов. По существу алкильные группы в отличие от уже рассмотренных групп, собственная полярность которых делает их классификацию качественно нечувствительной к искажениям из-за поляризации взаимодействия, проявляют те полярные эффекты, которые вызываются другими полярными группами, имеющимися в молекуле другими словами, индуктивная поляризация алкильных групп является главным образом поляризацией взаимодействия. В этой связи важным свойством алкильных групп являтся их большая поляризуемость по сравнению с водородом таким образом, группа СНд становится слабо электроноотталкивающей при сравнении СНд СООН с Н — СООН или [c.72]