Вода угол между связями

В молекуле воды угол между связями О—Н равен не 90°, как можно было ожидать., исходя из угла между осями двух р-орбиталей атома кислорода, а приближается к тетраэдрическому (109,5 ) и составляет 104,5°. Вероятно, это можно объяснить sp -гибридизацией (см. гл. Ill, 4) четырех атомных орбиталей кислорода. [c.90]

В предыдущих главах электронное строение органических молекул описывалось в терминах структур Льюиса, в основу которых положен принцип принятия (или потери) электронов каждым из атомов молекулы, принимающим при этом конфигурацию инертного газа. Такой способ описания практически ничего не говорит относительно геометрии молекул. Почему, например, в соединениях тина метана и четыреххлористого углерода валентные углы составляют 109,5°, тогда как в воде угол между связями равен 104,5°, а в сероводороде 92° Структуры Льюиса не дают также возможности объяснить различия в прочности и реакционной способности различных связей, в частности углерод-углеродных простых, двойных и тройных связей. Необходим более глубокий подход к рассмотрению электронного строения органических молекул. В настоящей главе мы покажем, как формулируются атомно-орбитальные модели органических молекул, и проиллюстрируем некоторые из их достоинств и недостатков. [c.122]

Молекулу фосфина можно трактовать как аналог молекулы аммиака. Однако угол между связями Н—Р—Н значительно меньше, чем у аммиака (93,7° против 107°). Это означает уменьшение доли участия в-облаков в образовании гибридных связей в случае фосфина. Кроме того, связи фосфора с водородом менее прочны, чем связи последнего с азотом, а электрический момент диполя аммиака почти втрое превосходит момент диполя фосфина. Донорные свойства у РНз выражены несравненно слабее, чем у аммиака. И малая полярность молекулы РНз, и слабая активность акцептировать протон приводят к отсутствию водородных связей не только в жидком и твердом состояниях, но и с молекулами воды в [c.415]

Рассмотрим некоторые экспериментальные данные о свойствах агрегатов, состоящих из небольшого числа молекул воды. Наиболее изучены, разумеется, димеры. Для них мы располагаем не только термодинамическими, но и структурными данными. Так, были изучены отклонения молекулярного пучка паров воды в сильном электрическом поле [361] и вращательные переходы в димере воды (путем облучения молекулярного пучка в микроволновом диапазоне [362]). В результате удалось выяснить, что димеры воды имеют линейную структуру расстояние между атомами кислорода Яоо = 298 им, угол между связью 0Н---0 (этот угол близок к 180°) и биссектрисой угла Н—О—И молекулы акцептора равен 57°. Что касается энтальпии образования димеров (Н20)2, то различные экспериментальные методы дают довольно отличающиеся друг от друга результаты (табл. 8.1). [c.133]

Угол между связями ОН в молекуле воды составляет 104° 27. Угловая форма молекулы воды объясняется тем, что два холостых электрона атома кислорода находятся в р-состоянии и их электронные облака располагаются в направлении координатных осей плоскостной системы. Но угол между связям , ОН возрастает до 104° 27 вследствие отталкивания одноименно заряженных ионов Н (расширение валентного угла). [c.626]

Угол между связями в молекуле воды равен 104,5°. В молекуле NHa (рис. 17) этот угол еще больше (107,3°), т. е. ближе к тетраэдрическому (109°28 ). Чем это можно объяснить Ведь у атома кислорода в образовании химической связи участвуют два неспаренных р-электрона, а у атома азота — три неспаренных / -электрона, облака которых гантелеобразны. А как вам уже известно, гантелеобразные облака р-электронов располагаются в пространстве взаимно перпендикулярно. Поэтому угол между ними должен быть 90°, а не 104,5° или 107,3°. Задумываясь над этим вопросом, ученые пришли к выводу, что при образовании молекул воды и аммиака, так же как и при образовании молекул метана, характерна гибридизация орбиталей по типу sp . [c.78]

Благодаря малому размеру ион водорода внедряется в электронные оболочки молекулы воды, связывается с молекулой воды очень прочной связью и изменяет угол между связями Н—О—Н, возможно, даже изменяя тип гибридизации электронных орбиталей кислорода. Ионы же щелочных металлов не могут проникать в электронные оболочки молекулы воды, связь их с молекулой воды значительно слабее, а значение угла [c.123]

В структуре молекулы воды угол между связями О—Н равен 104,5°, т.е. близок к тетраэдрическому. Объясняется это тем, что атом кислорода также подвергается неполной р -гибридизации. При этом примесь -состояния еще меньше, чем для азота в аммиаке. Отсюда геометрическая модель молекулы воды представляет также несколько искаженный тетраэдр, в котором две вершины заняты двумя атомами водорода, а две другие — неэквивалентными электронными облаками, не участвующими в образовании химических связей (рис. 42). [c.83]

В молекуле воды каждый из двух неспаренных 2р-электро-нов кислорода взаимодействует с s-электроном водорода. Орбитали 2р-электронов кислорода взаимно перпендикулярны, поэтому следовало бы ожидать, что при максимальном перекрывании валентный угол между связями должен быть равен 90°. Однако экспериментально найденный валентный угол между связями равен 104,5°. Такое отклонение можно объяснить взаимным отталкиванием не связанных непосредственно между собой атомов водорода. Молекулы, подобные воде, называются угловыми. [c.66]

Если один атом участвует в нескольких связях, то углы между ними зависят от типа этих связей. Так, например, углы между связями С—Н в метане составляют примерно 109°, а угол между связями О—Н в воде и N—Н в аммиаке несколько [c.62]

Угол между связями N—Н в молекуле ЫНз, как и в молекуле воды, по тем же причинам будет больше 90°. [c.90]

Строение молекулы воды может быть представлено в виде равнобедренного треугольника, в вершине которого расположен атом кислорода, в основании — два протона. Две пары электронов обобществлены между протонами и атомом кислорода, две пары неподеленных электронов ориентированы по другую сторону атома кислорода. Длина связи О—Н составляет 96 нм, угол между связями 105°. Связь О—Н имеет полярный характер. [c.83]

Изучение полярных молекул показало, что каждую связь можно охарактеризовать своим моментом. В соответствии с этим дипольный момент сложной молекулы может быть найден как сумма векторов моментов связи. Сравнивая расчетные значения дипольных моментов, полученные для различных возможных структур исследуемого вещества, с экспериментальными ДМ, можно сделать заключение о строении сложных молекул. Например, линейность молекулы СОг подтверждается тем, что ДМ этого вещества равен нулю. Напротив, отличие ДМ воды от нуля (ро = 1,840) свидетельствует о нелинейной структуре молекулы НгО угол между связями О—Н, найденный на основании сопоставления экспериментального значения ДМ этой молекулы с моментом связи ОН, составляет 104,5° и совпадает со значением этого угла, полученным другими методами. [c.324]

Два неспаренных р-электрона в атоме расположены перпендикулярно друг к другу, поэтому угол в плоских молекулах H2S, H2Se и Н2Те близок к 90°. Вследствие отталкивания электронов валентный угол между связями в молекуле H2S несколько выше 90°. У молекул воды угол между связями значительно больше и равен 105° (рис. 2.10). Такую структуру молекулы можно объяснить, если принять, что происходит ip -гибридизация АО кислорода при образовании, воды. При этом две гибридных орбитали перекрываются орбиталями водорода. На одной орбитали остается неподеленная пара электронов, из-за отталкивания от которой других пар электронов угол между связями уменьшается со 120° до 105°. [c.53]

Иногда, основываясь на сведениях о, валентности атомов и форме их электронных облаков, можно предположить ту или иную конфигурацию молекулы. Например, в молекуле воды у атома кислорода два валентных электрона находятся в двух разных 2р-состояниях (скажем, в 2рж и 2р ). Форма их электронных облаков такова, что наилучшее перекрывание с электронными облаками атомов водорода (а следовательно, и наибольшая энергия связи) наблюдается в том случае, когда угол между связями ОН составляет 90° (что приблизительно соответствует экспериментальным данным). Оценка эта, разумеется, приближенная, так как при этом не учитываются отталкивание между атомами водорода, и деформация электронных облаков, которая при расчете некоторых молекул оказывается решающим фактором. [c.86]

Долгое время необычные свойства воды были загадкой для ученых. Выяснилось, что они в основном обусловлены тремя причинами полярным характером молекул, наличием неподеленных пар электронов у атомов кислорода и образованием водородных связей. Молекула воды (рис. X1V.2, а) может быть представлена в виде равнобедренного треугольника, в вершине которого расположен атом кислорода, а в основании — два протона (рис. XIV.2, б). Две пары электронов обобществлены между протонами и атомом кислорода, а две пары неподеленных электронов ориентированы по другую сторону кислорода. Длина связи О—И составляет 96 нм, а угол между связями 105°. Связь О—Н имеет полярный характер, молекула воды также полярна. Благодаря полярности вода хорошо растворяет полярные жидкости и соединения с ионными связями. Наличие неподеленных пар электронов у кислорода и смещение обобществленных электронных пар от атомов водорода [c.371]

На внешнем уровне атома кислорода находятся два неспаренных / -электрона. Орбитали их взаимно перпендикулярны, т. е. располагаются относительно друг друга под углом 90°. При образовании молекулы воды орбиталь каждого р-электрона перекрывается орбиталью Is-электрона атома водорода вдоль линии осей координат (рис. 1.8). Химические связи в этом случае должны быть направлены под углом 90°. Экспериментально найдено, что угол между связями в молекуле воды <Н—О—Н = 104,5 . Объяснение отклонения приводится в конце этого параграфа. [c.44]

Было показано, что сильные взаимодействия между молекулами воды обусловлены структурой молекул этого соединения (рис. 27). Расстояние между ядром кислорода и ядрами каждого из двух атомов водорода равно примерно 0,099 нм, а угол между связями Н—О—Н равен примерно 105°. Атом кислорода обладает сильной электроотрицательностью и стремится оттянуть электроны от атомов водорода. Благодаря этому на атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд, в то время как два атома водо- рода приобретают частич- [c.46]

Подробно вопрос о строении молекулы воды рассматри вался в теме Химическая связь . Напомним, что молекула Н2О имеет угловое строение, угол между связями Н-0-Н= 104,5°. [c.677]

Структура льда. В молекуле Н2О угол между связями близок к тетраэдрическому 109,5°. Неподеленные электронные пары занимают две оставшиеся вершины тетраэдра (см. рис. 5.3). В жидкой воде содержатся ассоциаты из молекул воды (см. рис. 4.16). Для твердой фазы (льда) [c.98]

Фи ические Некоторые физические свойства воды уже рассмат-сг ()й( Т[1а воды ривались ранее угол между связями в Н2О (разд. 5.2.5), водородная связь, температуры плавления и кипения, лед и растворение органических веществ (разд. 4.5.3). [c.380]

В молекуле воды угол между связями О—Н равен не 90°, как это можно было ожидать, исходя из угла между осями двух р-орбиталей атома кислорода, а приближается к тетраэдрическому (109,5°) и составляет 104,5°. Вероятно, это можно объяснить зр -гибридизацией (см. гл. 3 3.4) четырех атомных орбиталей кислорода, две из которых содержат неподеленные электронные пары, и, не являясь связывающими, лишь искажают валентный угол И—О—Н. sp -Гиб-ридизация, как отмечалось ранее, способствует более полному перекрыванию гибридной орбитали с орбиталью другого атома и, следовательно, упрочняет связь, что приводит к понижению внутренней энергии системы. Из-за sp -гибридизации всех орбиталей азота и в молекуле аммиака угол Н—N—Н близок к тетраэдрическому и равен 106,5°. Такими углами между полярными связями и значениями электрических моментов их диполей (1,51 10-2 для О—Н и 1,31 10 29Кл м для N—Н ) можно объяснить значения электрических моментов 1,84 10 2 Кл м для молекулы HjO и 1,46 х X 10 2 Кл м для молекулы NH3. [c.116]

У молекул воды угол между связями О—Н равен 104,5° (зр -гибридизация АО кислорода), а в остальных халькогеноводородах этот угол близок к 90°, что свидетельствует об отсутствии гибридизации 5- и р-АО атомов халькогенов и участии в образовании связей чистых р-АО. [c.296]

Таким образом, если в молекулах типа АХ2 или АХз валентные электроны атома А будут находиться на р-орбнталях, то угол между связями X—А—X должен быть близок к 90°. Например, подобно молекуле воды построена молекула сероводорода НгЗ. Молекулы НС1з и РС1з имеют такое же строение, как и молекула ЫНз. [c.91]

Решение. Молекула воды не имеет линейного строения (угол между связями О—Н составляет 105°), ее дипольный момент ДнаО 4 Д. Используя формулу (IV-3) [c.67]

Структурные формулы указывают только связи между атомами молекулы. Они не дают сведений о трехмерной структуре (или форме) молекул. Рис. 1-2 дает представление о форме и относительном объеме нескольких молекул. Заметим, что угол между связями в молекулах, содержащих более двух атомов, может принимать различные значения. Так, угол между связями в молекуле воды равен 105°, а угол в молекуле сероводорода равен 92° четыре атома, присоедршенных к центральному атому углерода [c.21]

Необычные свойства воды объясняются ее строением. Молекула воды нелинейна — угол между связями Н—О—Н равен 104°27. Связи Н—О ковалентны, однако они полярны, т. е. некоторый положительный заряд несут атомы водорода, а отрицательный — атом кислорода. Вследствие этого связанный атом кислорода способен притягивать атом водорода соседней молекулы с образованием водородной связи, что существенно повышает общую энергию связи. Таким образом, молекулы в воде ассоциированы. В кристаллах льда водородные связи еще сильнее. В силу высокой полярности молекул Н2О вода является растворителем других полярных соединений, не имея себе равных. [c.101]

Влияние указанных факторов будет меньше в молекуле аналога воды — сероводорода HgS. В этом соединении связь менее полярна, (см. график электроотрицательностей) и расстояние между атомами больше. Угол между связями в H2S составляет 92° в HgSe он равен 91 (см. стр. 1 14). [c.162]

В качестве примера рассмотрим структуры молекул HjO и NHa. Молекула воды образова 1а атомом кислорода и двумя атомами водорода. У атома кислорода два неспаренных р-электрона, которые занимают две орбитали, расположенные под углом 90 друг к другу. У атомов водорода по одному s-электрону. Если электрон атома водорода обладает спином, направленным противоположно спину одного из неспаренных р-электронов атома кислорода, то при сближе-нии этих атомов образуется общая электронная пара, связывающая атомы О и Н. Если бы пространственное расположение орбиталей после образования связи не изменилось, то угол между связями был бы 90° или близок к нему. Однако известно, что угол в молекуле HjO равен 104,5° (рис. 5). Это объясняется тем, что связи О—Н сильно полярны (вследствие большой разницы электроотрицательностей этих элементов), электроны сильно оттянуты к атому кислорода, в результате чего остовы атомов водорода приобретают некоторый положительный заряд и взаимно отталкиваются при этом угол между связями увеличивается. У аналогов кислорода — серы, селена, и теллура — электроотрицательность меньше, поэтому углы между связями в молекулах HaS, HjSe, НаТе равны соответственно 92, 91, 89°. [c.27]

Возникает и такой вопрос если для молекул воды и аммиака характерна 5р -гибридизация, то почему угол между связями получается значительно меньше по сравнению с тетраэдрическим Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к схемам строения молекул метана СН4, аммиака ЫНз и воды НаО (см. рис. 17). Как видно из рисунка 17, а, у атома углерода все четыре 5/ -гибридные орбитали заполнены свя-зываюш,ими электронными парами. У атома азота (рис. 17, б) только три 5р-гибрндные орбитали заполнены связывающими электронными парами, а четвертая 5р -гибридная орбиталь заполнена неподеленной электронной парой. У атома же кислорода (рис. 17, в) связывающими электронными парами заняты только две р -гибридные орбитали, а две другие заполнены поделенными электронными парами. Следовательно, отклонение от тетраэдрического угла (109°28 ) обусловлено действием неподеленных электронных пар, находящихся на яр -гибридиых орбиталях. У атома азота одна такая пара, поэтому угол отклонения от тетраэдрического небольшой и составляет 107,3°. У атома кислорода их уже две, поэтому угол отклонения от тетраэдрического больше и составляет 104,5°. [c.79]

Молекулу фосфина можно трактовать как аналог молекулы аммгг-ака. Однако угол между связями Н—Р—Н значительно меньше, чем у аммиака (93,7° против 107°). Это означает уменьшение доли участия 5-облаков в образовании гибридных связей в случае фосфина. Кроме того, связи фосфора с водородом менее прочны, чем связи последнего с азотом, а электрический момент диполя аммиака почти втрое превосходит момент диполя фосфина. Донорные свойства у РНз выражены несравненно слабее, чем у аммиака. И малая полярность молекулы РНз, и слабая активность акцептировать протон приводят к отсутствию водородных связей не только в жидком и твердом состояниях, но и с молекулами воды в растворах, а также к малой стойкости иона фосфония РН . Последний является аналогом аммоний-иона и характеризуется тетраэдрическим расположением связей. Самая устойчивая в твердом состоянии соль фосфония — это его иодид РН41. Водой, и особенно щелочными растворами, соли фосфония энергично разлагаются [c.278]

На примере воды познакомимся со структурой молекул, образуемых элементами подгруппы VIA (HjSe, S I а и др.). Центральный атом в молекуле HjO кислород. Облака двух р-электронов в атоме кислорода ориентированы взаимно перпендикулярно вдоль осей х и г. В этом направлении и перекрываются они облаками s-электронов с антипараллельными спинами от двух атомов водорода. Угол между двумя связями О—Н в молекуле воды 104°28 (рис. 27). Отклонение угла от 90° объясняется полярностью связи О—Н, в результате чего у атомов водорода появляется положительный заряд отталкивание этих зарядов увеличивает угол между связями. [c.93]

Доквантовая структурная теория приписывала молекуле воды линейное строение, в то время как экспериментальные данные показали, что угол между связями в молекуле воды составляет 104,5°. Значение этого угла можно объяснить на основании квантовомеханических представлений. Электронная схема (валентного слоя) атома кислорода 2з 2р. Две неспаренные р-орбитали расположены под углом ЭС друг к другу. Максимум перекрынанля электронных облаков 5-орбиталей атомов [c.105]