Электрический момент диполя Электронная плотность

Неполярные и полярные молекулы. В зависимости от характера распределения электронной плотности молекулы могут быть неполярными и полярными. В неполярных молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Полярные молекулы являются диполями, т. е. системами, состоящими из двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов - -q и —q), находящихся на некотором расстоянии I друг от друга. Расстояние между центрами тяжести положительного и отрицательного зарядов назывгется длиной диполя. Полярность молекулы, как и полярность связи, оценивают величиной ее электрического момента диполя х, представляющего собой произведение длины диполя I на величину электрического заряда х = Iq. [c.83]

В. В. Марковников, изучая реакции присоединения галогеноводородов к алкенам, установил следующую закономерность при ионном присоединении галогеноводородов к несимметричным олефинам (при обычных условиях) водород присоединяется по месту двойной связи к наиболее гидрогенизированному (связанному с наибольшим числом водородных атомов) атому углерода, а галоген—к менее гидрогенизированному (правило Марковникова). Таким образом, присоединение в вышеприведенном уравнении реакции идет по схеме (1). С позиции электронной теории правило Марковникова можно объяснить следующим образом. Пропилен, например, в результате перераспределения электронной плотности внутри молекулы представляет собой электрический диполь, момент которого равен 1,16-10 ° Кл-м. Такое перераспределение происходит под влиянием метильной группы, проявляющей -(-/-эффект, вызванный различием в электроотрицательности атомов углерода в 67 - и 5/7 -состояниях. В результате происходит сдвиг электронного облака л-связи в сторону крайнего ненасыщенного углеродного атома [c.66]

Полярность связи, т. е. степень смещения электронной плотности, может быть охарактеризована с помощью электрических моментов диполей. Электрический момент диполя р связи является векторной величиной, равной произведению заряда О на расстояние / между центрами тяжести зарядов p = Ql и измеряется в кулон-метрах (Кл-м). Электрический момент диполя молекулы, имеющей несколько связей, можно представить как векторную сумму электрических моментов диполей этих связей, полученную путем сложения их по правилам векторной алгебры р = 2 Рг. [c.20]

Молекулы, характеризующиеся несимметричным распределением электронной плотности относительно ядер, называют полярными. В полярных молекулах электрические центры тяжести положительных зарядов ядер и отрицательных зарядов электронов не совпадают. Вследствие этого в молекулах возникает постоянный электрический диполь, т. е. система двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов и разделенных расстоянием /, называемым длиной диполя. Взаимодействие молекулы с электрическим полем зависит от величины и направления вектора ц, — электрического момента диполя [c.251]

Поляризуемость рассматривают на основе представлений о том, что ковалентная связь может быть неполярной (чисто ковалентной) или полярной. В первом случае связь образуется между одинаковыми атомами, и симметричное распределение электронной плотности в межъядерном пространстве приводит к совпадению центров тяжести положительных и отрицательных зарядов. Полярная связь образуется в тех случаях, когда межъядерная электронная плотность смещается к атому с большей электроотрицательностью. Тогда центры тяжести (+)и (—) зарядов не совпадают и возникает система (электрический диполь) из двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов (б- - и б—), расстояние между которыми называют длиной диполя I. Степень полярности такой связи оценивается значением электрического момента диполя равного произведению абсолютного заряда электрона (9=1,60-10 1 Кл) на длину диполя х.=д1. Так, если /(Я—С1) = 0,022 нм или 22-10 1 м, то р(Н—С1) = 1,60х х10- -22-10-1 =3,52-10-2 Кл-м. [c.119]

Электрический момент диполя является мерой полярности молекулы. Между взаимодействующими атомами, которые различаются по электроотрицательности, возникают полярные связи. В результате смещения электронной плотности в сторону более электроотрицательного партнера происходит разделение "центров тяжести" положительного и отрицательного зарядов и возникает диполь, представляющий собой систему из двух равных и противоположных по знаку зарядов и 8-, находящихся на определенном расстоянии I (длина диполя) друг от друга. Длину диполя не следует отождествлять с длиной связи, поскольку "центры тяжести" зарядов не совпадают с центрами ядер взаимодействующих атомов. Длина диполя для отдельной связи всегда меньше длины связи и изменяется от нуля для гомоядерных молекул (типа Аг) до 0,17 нм для одной из наиболее полярных молекул (длина связи равна 0,21 нм). [c.61]

Согласно современным представлениям, молекула мочевины имеет плоское (планарное) строение с умеренно сильным электрическим моментом диполя ( 1, = 4,60 или = 15,3 10"30 Кл м при 298 К [5]), обусловленным асимметричным распределением плотностей некоторых я- и я-связывающих электронов. Длина молекулы (НН2)гСО в кристаллической решетке по рентгенографическим данным [6] составляет приблизительно 0,24 нм. [c.112]

Помимо электронных и магнитных вкладов в протонные химические сдвиги для полноты картины нужно рассмотреть еще два эффекта, которые имеют иногда весьма большое значение. В молекулах с сильно полярными группировками под влиянием электрического дипольного момента могут происходить изменения плотности заряда на некоторых протонах, так как электростатические силы могут искажать зарядовое облако соответствующей связи С—Н. Связывающие электроны смещаются либо к атому водорода, либо от него в зависимости от направления связи С—Н по отнощению к вектору поля, что приводит соответственно к экранированию или дезэкранированию протона. Как можно представить себе на основании рис. IV. 17, диполь-ные моменты в пиридине и нитробензоле, локализованные на атоме азота и на центре связи С—N соответственно, вызывают дезэкранирование протонов, поскольку электроны смещаются вдоль силовых линий к положительному концу диполя. В соответствии с теорией Букингема эффект электрического поля можно количественно описать соотношением [c.103]

Под поляризацией молекулы понимают перераспределение электронной плотности под действием электростатических сил, при котором происходит частичное разделение центров тяжести положительного и отрицательного зарядов. При этом к поляризации более склонны малополярные частицы (имеющие низкие электрические моменты диполей). При этом электроотрицательностью обладают не только атомы, но и атомные группировки. Алкильные группировки обладают по отношению к а,т -орбиталям, т. е. атомам [c.80]

Конденсация двух различных по электронной структуре я-систем приводит к устойчивому бициклическому ароматическому углеводороду — азу-лену. В нем происходит внутримолекулярная компенсация зарядов за счет перераспределения электронов по атомам большого (I) и малого (II) циклов. Сам по себе чрезвычайно неустойчивый и реакционноспособный циклопентадиенил-анион (ЦПД"), который только условно можно в свободном виде отнести к ароматическим системам, передает электронную плотность со своих атомов на атомы углерода цикла (I), которые испытывали острый недостаток (дефицит) электронов. Химические свойства и электрический момент диполя азулена показывают, что компенсация (+)- и (-)-зарядов двух циклов не является полной [c.339]

Полярность связи, т. е. степень смещения электронной плотности, может быть охарактеризована с помощью электрических моментов диполей. Электрический момент диполя р, связи является векторной величиной, равной произведению заряда е на расстояние г между центрами тяжести зарядов х—ег, и измеряется в кулон-метрах (Кл-м). Электрический момент диполя молекулы, имеющей несколько связей, можно представить как векторную сумму [c.18]

Как уже говорилось, молекулы в жидких фазах, обычно, входят в состав ассоциатов и комплексов. При образовании сильных или слабых химических связей происходит перераспределение электронной плотности, которое не только влияет на величину электрического момента диполя, но и на среднюю статистическую поляризуемость< а>. Влияние сильных химических связей на <сс> исследуется давно, а слабых мало изучено, так как их роль невелика. [c.54]

Теперь надо сказать об исследованиях реакций ассоциации. Ассоциаты бензола имеют небольшой электрический момент диполя порядка 0,20, возникающий за счет перераспределения электронной плотности в молекулах бензола при образовании связей С—Н. .. [50]. Поэтому реакциям ассоциации бензола должна соответствовать релаксационная полоса поглощения в спектре электромагнитных волн. Эта полоса обнаружена методами диэлектрической радиоспектроскопии [90, 9П. Указанной полосе поглощения соответствует время релаксации порядка 10 12 с. Аналогичные результаты были получены на основе анализа релеевских спектров бензола [92]. [c.109]

Наиболее высокое сцепление обеспечивается в тех случаях, когда при контакте поверхностей происходит химическое взаимодействие. Чаще всего электронная плотность образовавшейся при этом молекулы распределяется неравномерно, в ней возникает дипольный момент. Образующаяся система диполей, ориентированных перпендикулярно к поверхности контакта, приводит к созданию двойного электрического слоя, роль которого состоит в усилении сопротивления нарушению контакта при динамических нагрузках и в увеличении работы отслаивания [36]. Роль пограничного слоя между пленкой и металлом выявилась в результате [c.29]

Электронная плотность валентных электронов в молекуле воды распределена неравномерно связывающие электронные пары смещены к атому кислорода вследствие того, что он более электроотрицателен, чем атомы водорода. Кроме того, кислород имеет еще две неподеленные электронные пары (см. рис. 11.13, в). В результате атом кислорода имеет отрицательный заряд (-0,66 элементарного заряда), атомы водорода — положительный заряд (+0,33 каждый), а молекула воды в целом представляет собой диполь. Ее электрический дипольный момент равен 6,17 10 ° Кл м. Это один из самых больших электрических дипольных моментов молекул с небольшим числом атомов (см. табл. 11.1). Характеристики молекулы воды изменяются в жидкой и твердой фазах при взаимодействии с ионами и молекулами, в том числе с другими молекулами воды. [c.252]

Электрический диполь молекулы с постоянным дипольным моментом может вызвать в другой молекуле сдвиг электронной плотности, ведущий к образованию индуцированного диполя, который ориентируется в направлении индуцирующего диполя, так что между ними всегда возникает притяжение, не зависящее от температуры. Индуцированный диполь тем больше, чем больше поляризуемость а молекулы. С учетом всех возможных ориентаций сила притяжения постоянного диполя определяется уравнением [c.18]

Рассмотрим сначала диэлектрическую проницаемость разреженного газа, состоящего из молекул, у которых отсутствует постоянный электрический дипольный момент. Предположим, что молекулы удалены достаточно далеко друг от друга, так что они дают независимые вклады в поляризацию, и что электрическое поле Е индуцирует в каждой молекуле электрический дипольный момент аЕ, где а — электронная поляризуемость молекулы (разд. 11.4). Число молей в единице объема газа равно плотности р, деленной на молекулярный вес М, а число молекул в единице объема равно предыдущему отношению, умноженному на число Авогадро N. Следовательно, поляризация газа (индуцированный диполь- [c.807]

Состояние электрической асимметрии в молекуле, т. е. появление электрического момента диполя, может быть вызвано несколькими причинами. Во-первых, различие в электрвотрицательностях атомов , образующих связь в молекуле, приводит к смещению электронной плотности в сторону более электроотрицательного атома. В результате такая связь становится полярной, а молекула, содержащая эту-связь, приобретает электрический момент диполя. Вторая причина — неодинаковые размеры атомных орбиталей, образующих связь. Так, если в молекуле химическая связь образована за счет перекрывания орбиталей различной формы, то в этом случае -центр плотности отрицательных зарядов также смещен в сторону от центра положительных зарядов,. [c.166]

На силанизированном силикагеле из полярного элюента наиболее слабо удерживаются полиметилбензолы, у которых метильные группы расположены рядом, в орго-положении друг к другу. В случае н-алкилбензолов конформационно подвижная н-алкиль-ная цепь вытягивается вдоль силанизированной поверхности кремнезема. Это обеспечивает наиболее сильное межмолекулярное взаимодействие с адсорбентом, а взаимодействие с полярным элюентом оказывается наименьш им. У полиметилбензолов электронная плотность распределена в кольце наиболее неравномерно и смещена к противоположной метильным группам части бензольного кольца. Это вызывает рост суммарного электрического момента диполя молекулы и более сильное специфическое межмолекулярное взаимодействие с полярным водно-спиртовым элюентом. [c.312]

Вследствие смещения пары электронов от одного ядра к другому средняя плотность отрицательного заряда у одного из атомов будет выше, чем у другого. Поэтому один из атомов приобретает избыточный отрицательный заряд, другой — избыточный положительный заряд. Эти заряды называют эффективными зарядами атомов в молекуле. Например, эффективные заряды атомов в молекуле НС равны - -0,17 и —0,17, т. е. Н+о,17 с1-о,17, 3 3 соединении Ь1Р +0,9 и -0,9, т. е. 1 + "—р- . Количественной мерой полярности химической связи является электрический момент диполя связи рс. Электрическим моментом диполя связи называется произведение эффективного заряда 6 на расстояние между центрами тяжести положительных и отрицательных зарядов / [c.34]

Элекфонный -/-эффект должен концентрировать с-электронную плотность в убывающем ряду О > N > 8. Если бы действовал только индукционный эффект, то электронодонорная способность убывала бы в этом же ряду, а максимальный электрический момент диполя имел бы фуран. На самом деле электрические моменты диполей распределены иначе [c.677]

Относятся к небензоидным ароматическим соединениям. Электронная плотность распределена неодинаково вследствие смещения я-электронного облака к пятичленному кольцу последнее характеризуется некоторым избытком электронного заряда, а семичленное — дефицитом. Это подтверждается наличием у азуленов значительного электрического момента диполя. [c.12]

Для всех гетеронуклеарных молекул можно отметить характерную особенность электронная плотность в них распределена несимметрично относительно обоих ядер. При таком распределении электронной плотности химическую связь называют полярной или точнее полярной ковалентной связью, а молекулы полярными. Среди молекул гидридов у НР особенно заметно несимметричное распределение заряда (рис. 31). Не только несвязывающие молекулярные орбитали 1а , 2а и 1л,1 практически целиком сосредоточены вокруг ядра фтора, но и на связывающей молекулярной о-орбитали электронная плотность благодаря большому различию в эффективных зарядах ядер водорода (1) и фтора (5.20) смещена в сторону последнего. Вследствие этого электрические центры тяжести положительных зарядов ядер и отрицательных зарядов электронов не совпадают, и в молекуле возникает постоянный электрический диполь — система двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов +<7 и —д, разде-. ленных расстоянием I, называемым длиной диполя (рис. 32). Взаимодействие молекулы с электрическим полем будет зависеть от величины вектора а — электрического дипольного момента молекулы [c.84]

Индукционные силы. При растворении двух веществ, одно из которых поляр-iHoe, а другое неполярное, элекцричесяий диполь молекулы с постоян ным дипольным моментом может вызвать в неполярной молекуле сдвиг электронной плотности, ведущий к образованию индуцированного диполя ц,. Величина индуцированного диполя 01Пределяется - силой электрического поля Е полярной молекулы и способностью неполярной молекулы к поляризации а, т. е. [c.70]

Это свойство отражает изменение распределения электронной плотности в пространстве между ядрами атомов под воздействием внешнего электрического поля окружающих молекул, ионов. Неполярные молекулы при поляризации приобретают момент диполя, а у полярных молекул он увеличивается. Моменты диполя молекул, возникающие под действием внешнего электрического поля, называются наведенными, индуцированными. После прекращения де11ствия внешнего электрического поля индуцированные (наведенные) диполи исчезают, постоянные момент диполя молекул сохраняются. [c.119]

Если одна из взаимодействующих молекул неполярна, а другая полярна, то электрическое поле полярной молекулы может привести к смещению (поляризации) электронной плотности в неполярной молекуле и возникновению в ней так называемого индуцированного момента диполя. Взаимодействие между индуцированным диполем одной и постоянным диполем другой молекулы называется индукционным взаимодействием. Энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия обычно не превышает 4 кДж/моль. [c.51]

Электростатический вклад в потенциальную энергию представляет собой энергию электростатического взаимодействия молекул с недеформироваиными электронными оболочками. Это взаимодействие может быть описано в рамках классической электростатистики. Оно возникает, если обе взаимодействующие молекулы обладают постоянными электрическими моментами (дипольным, квадрупольным, октупольным). Взаимодействие на больших расстояниях определяется дипольными моментами (диполь-дипольные взаимодействия) . При уменьшении расстояния между молекулами возрастает роль диполь-квадрупольных, квадруполь-квадрупольных и т. д. взаимодействий. Электростатическое взаимодействие на близких расстояниях следует рассчитывать непосредственно по закону Кулона, исходя из распределения зарядов (электронной плотности). [c.118]

Мы уже отмечали в разд. 1.3 гл. II, что резонансным сигналам обменивающихся протонов нельзя приписать какую-либо область в 6-шкале, поскольку положение этих сигналов сильно зависит от среды и температуры. В общем образование водородных связей приводит к значительному сдвигу в слабое поле, хотя формально оно должно сопровождаться повышением электронной плотности на протоне за счет взаимодействия со свободной электронной парой акцепторного атома, а следовательно, приводить к росту экранирования. Но если рассматривать водородную связь как чисто электростатическое притяжение, то поле возникающего электрического диполя приведет к дезэкранированию. Как показано на рис. IV. 18, существует линейное соотношение между экранированием протона хлороформа и дипольным моментом несвязывающих орбиталей различных акцепторных атомов в разных классах соединений. [c.105]

Многие вещества обладают диэлектрической постоянной, которая значительно больше значения, получаемого оптически поэтому для объяснения их свойств необходимо предположить наличие другого токопроводящего механизма в дополнение к представлению о механизме смещения электронов. Рассмотрим простую молекулу, например хлорбензол здесь нет свободных зарядов, но молекула электрически асимметрична благодаря большо11 плотности электронов на том конце молекулы, где находится хлор. Такие молекулы называются полярными в отличие от неполярных, являющихся электрически симметричными, как, например, нормальные алифатические углеводороды, пара-дихлорбензол, 1,4-диоксан и др. В электрическом поле молекула хлорбензола получает момент вращения, который стремится повернуть ее в направлении, параллельном направлению поля. Если поле является низкочастотным переменным тюлем, а молекула находится в неполярной жидкости с малой вязкостью, то она будет колебаться в фазе, совпадающей с фазой поля. При этом здесь мы пренебрегаем броуновским движением. Периодическое смещение зарядов диполя создает переменный ток, который добавляется к току, вызванному смещением электронов таким образом, наличие диполей объясняет высокие. иэлектрическпе постоянные многих органических соединений. [c.267]

Спин-спиновую связь ядер рассматривают иногда как суммарный результат трех эффектов взаимодействия ядер и электронов. Во-первых, магнитный момент ядра оказывает воздействие на электрическое поле, обусловленное орбитальным движением электронов, а это поле, в свою очередь, взаимодействует с магнитным моментом другого ядра. Во-вторых, имеет место взаимодействие магнитных диполей, в котором участвуют не только ядра, но и электроны. И, наконец, учитывая симметрию атомных s-op-биталей, надо иметь в виду отличную от нуля электронную спиновую плотность на ядрах — так называемое контактное взаимодействие Ферми. При спин-спиновой связи протонов именно это взаимодействие является наиболее важным. [c.29]