Дипольный момент и частично-ионный характер связей

Галогениды водорода представляют собой интересный ряд соединений с ковалентной связью, имеющей частично ионный характер или полярность, что можно проследить по величине их электрического дипольного момента. Электрическим дипольным моментом молекулы называется произведение rq, где г —расстояние между центрами отрицательного и положительного зарядов в молекуле, а (/ — величина этих зарядов. Если центры отрицательного и положительного заря- [c.125]

Поскольку дипольные моменты определяют экспериментально, ионный характер связи в гетеронуклеарных двухатомных молекулах можно оценить количественно. Дипольный момент ЫН равен 5,9 единиц Дебая (5,9 О). Поскольку / =1,60 А (т. е. 1,60- 10" см), для чисто ионной структуры дипольный момент должен быть равен 7,7 О. Таким образом, частичный заряд на ядрах будет приблизительно 0,77, т. е. связь в молекуле ЫН на 77% ионная. Эта величина хорошо согласуется со значением, вычисленным теоретически и приведенным в конце предыдущего раздела (80%). [c.84]

Опишите связь в молекуле Ср4 в терминах МО и постройте диаграмму энергетических уровней МО. Вокруг какого ядра или каких ядер электроны а = -орбита-лей проводят больше времени Можно ли ожидать, что связи С—Р имеют частично ионный характер Чему равен дипольный момент молекулы СР4 Ответ поясните. [c.142]

Электрический дипольный момент молекулы очень мал, не более 0,2- 10 эл. ст. ед. При обсуждении этого мы должны напомнить, что структура 1 N= O в отдельности соответствует большому дипольному моменту, обусловленному частично-ионным характером двойной связи между неодинаковыми атомами (раздел 12а). Структура же N О в действительности соответствует резонансу между тремя структурами N 9) -N 0 N , возможно также [c.263]

Вернемся теперь к нашей непосредственной задаче — к связи в гидриде лития. Смещение заряда, которое привело к появлению дипольного момента, способствует также увеличению прочности связи по сравнению с предсказанной величиной. Следовательно, смещение заряда изменяет характер связи. Если связи соответствует дипольный момент, химики говорят, что эта связь имеет частично ионный характер. Насколько велик этот ионный характер связи, зависит от того, насколько велико отклонение от симметричного обобществления связывающих электронов. Для оценки этого у нас есть два критерия дипольный момент и разность энергии Do — D [c.101]

Естественно, что МО у гетероядерных молекул не симметричны. В рассмотренном примере электронное облако в связывающей МО смещено к атому А (проявление индукционного эффекта). Можно говорить о том, что электроны большую часть времени проводят у этого атома. МО не имеет центра снимет рин и понятия четности волновых функций. Несимметричность МО (или зарядных облаков) приводит к появлению у таких молекул заметных дипольных моментов, что придает химической связи частично ионный характер. В предельном случае могут образоваться чисто ионные молекулы. В качестве меры полярности МО (а также величины диполь ного момента молекулы) может служить параметр к [7, 9]. [c.27]

Несимметричное распределение зарядов, а следовательно, и частично ионный характер атомной связи должны проявляться в величине дипольного момента соответствующего соединения. Чистая ковалентная связь между одинаковыми атомами с присущей ей строгой симметрией распределения зарядов не должна иметь дипольного момента из-за совпадения центров тяжести положительных и отрицательных зарядов. Дипольный момент чистой ионной связи должен был бы быть равным произведению заряда на расстояние (е г) между обоими ионами. Можно было бы попытаться выразить частично ионный характер в виде отношения найденного дипольного момента к вычисленному на основании известной величины расстояния между ядрами. Эта грубо приближенная оценка должна была [c.29]

Водородная связь. Связи атома водорода с наиболее электроотрицательными атомами Р, О, N частично имеют ионный характер. Поэтому молекулы НР, НаО и ЫНз обладают постоянными дипольными моментами. Между такими молекулами возможно значительное дипольное взаимодействие с образованием ассоциаций между ними, а при соответствующих температурах — и образование кристаллов. На рис. 20 схематически показано образование межмолекулярных Водородных связей между молекулами Н2О. Кратчайшие расстояния между соседними молекулами, показанные на рис. 20 пунктиром и изображающие межмолекулярные водородные связи, зависят от взаимной ориентации молекул. [c.52]

По Паулингу, оно составляет 1,78 А (см. [7]). Отсюда следует, что связь Вг—Р в молекуле монофторида брома частично носит ионный характер. Действительно, молекулы ВгР полярны. Дипольный момент монофторида брома, по данным микроволновой спектроскопии [16], равен 1,29 О. [c.111]

С другой стороны, имеет значение и характер связи углерода с кислородом. Вследствие большой электроотрнцательности кислорода по сравнению с углеродом связь углерод — кислород также в некоторой степени поляризована с частичным положительным зарядом у атома углерода и отрицательным — у гидроксила. Однако следует иметь в виду, что эта поляризация не приводит к диссоциации на ионы, спирты не являются электролитами, а представляют собой нейтральные соединения, не изменяющие окраску индикаторов, но они имеют определенный дипольный момент. Остановимся на следующих химических реакциях [c.86]

Одним из наиболее надежных характеристических свойств электровалентных соединений является их способность проводить электрический ток в растворе или в расплавленном состоянии. Поэтому тот факт, что органические вещества обычно плохо проводят или совсем не проводят электрического тока, свидетельствует о ковалентности, по крайней мере в основном, связей в таких молекулах. В самом деле, хотя связи между углеродом и другими атомами носят до какой-то степени ионный характер, нет оснований считать, что частичный заряд на неодинаковых ковалентно заряженных атомах является основным источником прочности ковалентной связи, несмотря на то что именно взаимное притяжение противоположно заряженных ионов обеспечивает прочность электровалентной связи. Кроме того, устойчивость гомоядерных молекул типа Нг, С1г и т. д., не обладающих дипольным моментом, указывающим на разделение заряда, так же как и прочность С—С-связи в алмазе, приводит к заключению о том, что по своей природе ковалентная связь не сводится к слабой электровалентной связи. Тем не менее рассмотрение процесса образования поляризованной ковалентной связи, который происходит при взаимодействии поляризующего катиона с поляризуемым анионом (стр. 42), показывает, что силы ковалентного связывания в основном являются электростатическими, что подтверждается также применением принципов квантовой механики. [c.46]

Мы видели, ЧТО катион индуцирует дипольный момент в анионе. Этот дипольный момент, если он достаточно велик, может действовать на другой катион со значительной силой и весьма заметно изменить его равновесное положение по отношению к первому катиону. Катион индуцирует в анионе диполь, ориентированный таким образом, что он притягивает к себе возможно ближе катион или какой-либо другой положительный ион. Поэтому индуцированный диполь должен оказывать влияние, частично компенсирующее отталкивание между положительными ионами, расположенными вблизи аниона. Путем подобных рассуждений была предпринята первая попытка рассмотрения строения молекулы воды, и, хотя при этом был найден неправильный валентный угол, ее треугольная структура была определенно установлена (в действительности угол получился слишком острый). Может быть, в последнее время этим расчетам не уделяли того внимания, которое они заслуживали, однако, поскольку поляризация одного атома другим является стадией перехода полярной связи в неполярную, это не изменяет вывода о том, что изогнутое строение молекул, подобных молекуле воды, является доказательством преобладания ковалентного характера связей. [c.270]

Представление о характере водородной связи можно получить, если рассмотреть электростатические взаимодействия между атомами, соединяемыми такими связями. Чисто ионная связь и чисто ковалентная связь представляют собой предельный случай реальная связь между двумя атомами не бывает ни чисто ионной, ни чисто ковалентной. Например, пространственная форма молекулы воды представляет собой угол, в вершине которого находится кислород. Вследствие этого среднее распределение электрических зарядов в молекуле воды несимметрично и в ней возникает довольно высокий дипольный момент между кислородом и водородом устанавливается частично ионная связь на них возникают частичные отрицательные и положительные заряды, [c.116]

На основе зависимости значений энергий связей от электроотрицательности связанных атомов, качественно выведенной из периодической системы и других соотношений, Полинг пришел далее к количественной шкале электроотрицательности. Эта шкала основана на постулате, что увеличение энергии связи между двумя отличными друг от друга атомами D(A—В) сверх значения, вычисленного на основании геометрического среднего D(A—А) и D(B—В), обусловлено частично ионным характером связи А—В. Разность А между D(A—В) и геометрическим средним D(A—А) и D(B—В) сама по себе не используется для расчета электроотрицательности. Вместо этого в качестве удобного критерия разницы в электроотрицательностях между А и В берут величину 0,18 Д. Во всех имеющихся в литературе значениях хд —используют Н в качестве стандарта со значением л н —0,00. Значения электроотрицательностей, приведенные в табл. 7, получены путем добавления аддитивной, константы 2,05, выбранной таким образом, чтобы для элементов первого периода от С до F включительно значения элек-троотрйцательности составили от 2,5 до 4,0. В той же таблице приводятся величины ионного характера некоторых связей с участием кремния в процентах, рассчитанные на основании разности лгд—лгв. В этом расчете используют эмпирическое уравнение, предложенное Полингом и дающее хорошее согласие с экспериментальными данными об электрических дипольных моментах определенных молекул. [c.32]

Уменьшение расстояния Ge— l в GeHg l по сравнению с суммой ковалентных радиусов германия и хлора, сравнительно большая величина дипольного момента и малоеядерное квадрупольное взаимодействие в молекуле, по мнению ряда авторов [252], объясняются частичным ионным характером связи и ее двоесвязностью связь Ge— l на 41% является ионной, на 15% — двоесвязной и на 44% — односвязной. [c.79]

Если молекула симметрична и в ней ковалентно связаны два одинаковых атома, как в молекулах На, I2 или СН3—СНз, то электронное облако симметрично центру связи, дипольный момент молекулы равен нулю. Оба электрона, участвующие в образовании связи, с одинаковой вероятностью находятся около каждого из соединенных атомов. Но если связанные атомы неодинаковы или молекула не симметрична, то электронная плотность сдвинется к одному из атомов и вероятность пребывания связывающих электронов в поле этого атома возрастет. Таким образом, один атом обычно бывает более электроотрицательный (электроотрицательность — это способность атома в молекуле притягивать к себе электроны). Мерой способности к такому присоединению служит так называемое сродство к электрону, характеризующее энергию, выделяющуюся при присоединении электрона к нейтральному атому. Следствием вышеуказанного сдвига будет появление частичных, очень маленьких зарядов (доля заряда электрона) на связанных ковалентной связью атомах, в результате чего связь приобретает частично ионный характер. Примером может служить молекула НС1, где электронная плотность сдвинута (за счет гибpидизaции ) к атому хлора. Такую ковалентную связь называют полярной. Молекула, содержащая полярную ковалентную связь, обладает дипольным моментом, равным произведению [c.46]

Приближенное соотношение между разностью электроотрицатель ностей Ха—Хв (или Хв—-> а) и долей частично ионного характера (степенью ионности) связи между атомами А и В известно из значений электрических дипольных моментов (распределения электрического заряда) в двухатомных молекулах, а сами дипольные моменты рассчитывают на основании измерения диэлектрической проницаемости веществ. Эти соотношения приведены в табл. 6.4 и на рис. 6.23. [c.158]

Дипольный момент позволяет сделать заключение как о характере связи, так и о структуре. В молекулах с дипольным моментом, значительно отличающимся от нуля, не могут существовать исключительно связи, которым можно было бы приписать чисто гомеополярный характер (см. стр. 324). Однако с определенностью можно сказать, что в асимметрично построенных молекулах, — к которым принадлежат все двухатомные молекулы, состощцие из атомов с различными зарядами ядер,— не могут существовать ионные связи, если они только не имеют соответственно высокого дипольного момента. Симметрично построенные молекулы не обладают дипольным моментом и в том случае, если в них существуют чисто ионные связи. Отсюда следует, что молекулы, имеющие постоянный дипольный момент, всегда должны быть построены асимметрично. Например, молекула ABg, даже если она состоит из ионов, не имеет дипольного момента, если ионы соответственно структурной формуле В"——В" расположены на одной прямой, ибо в этом случае действие двух противоположных диполей В"—А и А" —В", из которых может быть мысленно построена молекула, взаимно уравновешивается (в таких случаях говорят о ква-друполе ). Но если обе связи образуют между собой угол, то действие обоих диполей уничтожается только частично. Такая молекула имеет вследствие этого дипольный характер. Слабый дипольный момент имеют асимметричные молекулы, построенные из различных атомов, даже в том случае, если в них существуют чистЫе атомные связи, так как электронная плотность около двух атомных ядер с различным порядковым номером никогда не будет совершенно одинаковой. [c.347]

Для ковалентной адсорбции с частично ионным характером адсорбции на металлах эффективное расстояние между зарядами также равно радиусу адсорбированного атома г , если предположить, что поверхности свойственна металлическая проводимость. Тогда М равен г Ье, где бе — частичный заряд, локализованный на адсорбированном атоме. Это показано на рис. 3, в. В то же время, если ковалентная адсорбция вносит свой вклад в металлическую проводимость поверхностных атомов металла, то М яв.ляется динольным моментом молекулы металл — адсорбат и равен беймА где ( ма — длина связи. В обоих случаях безоговорочно принято, что диполь образуется только путем частичного переноса заряда в пределах связи адсорбат — металл. В действительности картина должна быть более сложной, поскольку связь между двумя атомами, обладающими идентичными электроотрицательностями, но разными размерами, сама по себе будет иметь дипольный момент без переноса заряда — гомополярный диполь. К тому же ситуация осложняется еще больше, если образованию связи сопутствует гибридизация в адсорбированном атоме, так как неподеленная пара электронов на новых орбиталях обычно дает эффект, превышающий собственный дипольный момент. Эта точка зрения несколько отличается от более ранних [17]. [c.109]

Одно из таких исследований было выполнено на синем комплексе иода (Л,) с амилозной фракцией крахмала (см. стр. 22) . В том случае, когда электрический вектор был параллелен направлению течения, наблюдали увеличение поглощения. Сам факт наличия дихроизма указывает на то, что молекулы в растворе должны иметь палочкообразную форму. Рандл и Бэлдвин предположили, что молекулы этого комплекса представляют собой длинные спиральные палочки. Кроме того, исследование дихроизма кристаллов Л, показало, что изменение дипольного момента, сопровождающее электронный переход в этой молекуле, который обусловливает поглощение, происходит в направлении Л—Л-связи (т. е. возбужденное электронное состояние относится к Л—Л-связи, имеющей частично ионный характер). Таким образом, тот факт, что поглощение света комплексом амилоза—Л, увеличивается, когда электрический вектор падающего света параллелен оси спирали, означает, что молекулы Л, тоже должны быть параллельны оси спирали. Рандл и сотрудники предложили для этого ком- [c.116]

Первая структура включена потому, что известно (из наблюденных дипольных моментов альдегидов и кетонов, содержащих группу (, = 0, которые составляют около 3 электростат, ед.), что двойная связь между атомами, имеющими различные электроотрицательности, имеет по крайней мере в два раза более ионный характер, чем простая связь между теми же атомами. Другими словами, можно сказать, что эта молекула резонирует между формами (2) и (3), если учесть, что структура (2) обладает частично ионным характером и поэтому включает структуру (1). Тот факт, что N0 не полимеризуется, следует приписать увеличиваю1цейся стабильности обусловленной резонансов . [c.465]

Электронная пара простой ковалентной связи может считаться принадлежащей в равной степени обоим атомам, которые она связывает, только в том случае, когда оба атома одинаковы и в свок> очередь связаны с одинаковыми атомами или радикалами. Таковы электронные пары связей Н—Н, С1—С1, СНз—СНз, ЫНг—ЫНо и т. п. Во всех иных случаях, когда связаны неодинаковые атомы или неодинаковые группы атомов, пара электронов оттягивается к тому атому, который проявляет больщее сродство к электронам,, более электронегативен. При этом ковалентная связь приобретает характер частично ионной связи. Проявлением частично ионной природы связи является ее полярность и, если молекула построена несимметрично, дипольный момент молекулы. [c.73]

Высокие значения диэлектрического инкремента белков становятся понятными тогда, когда учитывается связывание молекул воды белками, а также наличие так называемых индуцированных диполей. Известно, например, что диэлектрический инкремент растворов фибриллярных белков, находящихся в покоящемся и ориентированном состоянии, один и тот же. С другой стороны, при помещении сухого препарата в атмосферу водяного пара с возрастающей упругостью диэлектрическая постоянная его возрастает с увеличением количества связанной воды. Сопоставление этих данных, говорит о том, что увеличение диэлектрической постоянной воды при добавлении белка, по-видимому, обусловлено и правильной ориентацией связанных молекул воды. Вместе с тем известно, что для большинства молекул, построенных из двух различного вида атомов, центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Этот эффект, который уже обсуждался при образовании водородных связей (см. гл. V), возникает вследствие частично ионного характера большинства ковалентных связей. Частично ионный характер этих связей становится понятным, если учесть, что электроотрицательные атомы (О, Ы) способны оттягивать электронное облако от атома не только водорода, но и углерода. В результате между связанными атомами происходит неравномерное распределение заряда, которое может увеличиться в электрическом поле за счет еще большего смещения электронов в направлении внешнего положительного полюса. Такая связанная пара атомовг становится индуцированным диполем, величина момента которого зависит от абсолютной величины зарядов и расстояния между атомами. Эти моменты индуцированных диполей включаются в общий дипольный момент белковой молекулы и увелич ивают его. Таким образом, суммарный дипольный момент молекулы белка включает в себя не только постоянный дипольный момент, но и моменты индуцированных диполей, равно как и моменты связанных и ориентированных молекул воды. [c.173]

Приведенные значения энергии относятся не к предельн> ковалентным связям, а к реальным связям с частично-ионным характером. Как было отмечено в разделе 12а, наблюдаемое значение электрического дипольного момента ацетона [c.134]

Еще одно важное свойство характеризует ковалентную связь. Мы говорим, что ее возникновение связано с увеличением электронной плотности между атомами, но симметрия электронного облака, конечно, зависит от того, какие атомы и в какой молекуле оно соединяет. Если молекула симметрична и в ней ковалентно связаны два одинаковых атома, как, например, в молекулах Нг или СНз—СНз, то электронное облако симметрично центру связи. Оба электрона, участвующие в образовании связи, с одинаковой вероятностью находятся около каждого из соединенных атомов. Но если связанные атомы неодинаковы или молекула не симметрична, то электронная плотность сдвинется к одному из атомов и вероятность пребывания связывающих электронов в поле этого атома возрастет. Таким атомом обычно бывает более электроотрицательный, так как электроотрицательность — это способность атома в молекуле притягивать к себе электроны. - Следствием такого сдвига будет появление частичных, очень маленьких зарядов (доля заряда электрона) на связанных ковалентной связью атомах, в результате чего связь приобретет частично ионный характер. Примером может служить молекула НС1, где электронная плотность сдвинута к атому хлора. Такую ковалентную связь называют полярной. Молекула, содержащая полярную ковалентную связь, обладает дипольным моментом, равным произведению зарядов атомов на расстояние между ними. Ионный характер ковалентной связи зависит от разницы в величинах электроотрицательности соединенных атомов, В ряду HJ-vHBr- H I-vHF ионная составляющая связи соответствует 5, 11, 17 и 45%, т. е. молекула фтористого водорода почти наполовину носит ионный характер. Предельным случаем полярной ковалентной связи будет полностью ионная связь. В основе такой связи лежит электростатическое взаимодействие между разноименно заряженными ионами — катионом и анионом. Примером веществ с преимущественно ионной связью могут служить соли Na l, NaF, sF и др. [c.30]

Таким образом, удается выяснить целый ряд особенностей механизма образования ион-молекулярных и межмоле1олярных связей в изучаемых системах На стадии сближения партнеров до 7 а е решающую роль играют электростатические эффекты молекулярные поля, дипольные моменты, заряды сближающихся частиц Образование же собственно меж-частичной связи определяется степенью переноса заряда от донора электронов к акцептору и главным образом зависит от локального окружения реакционного центра Поскольку, однако, образующаяся связь имеет явно ионный характер, влияние электростатического поля оказывается существенным и на расстояниях равновесной длины При увеличении электростатического потенциала связь становится прочнее и короче Появление в молекулах полярных заместителей приводит к изменению полного молекулярного поля и существенно сказывается на характере сближения партнеров, характер образования межчастичной связи при этом меняется мало [c.193]

С учетом того, что значения поляризации, на основании которых они вычислены, получены при исследовании растворов, в которых комплексы частично диссоциированы. Иногда описанные дипольные моменты комплексов использовали для оценки вклада несвязанной и донорно-акцепторной форм в структуре аддуктов в основном состоянии. Коэффициенты а я Ь в волновом уравнении [уравнение (3), глава I], относящиеся к основному состоянию, вычисляют с помощью наблюдаемого дипольного момента комплекса (,un), векторной суммы дипольных моментов компонентов комплекса (цо), дипольного момента, который получился бы при полном переносе электрона при образовании комплекса (f,ii) и интеграла перекрывания между наивысшей заполненной энергетической орбиталью донора и наинизшей незанятой энергетической орбиталью акцептора [6]. Значения а и Ь, рассчитанные таким образом, вообще имеют лишь полуколи-чественное значение вследствие неопределенности в численной величине и значении интеграла перекрывания. В табл. 15 вместе со значениями I00b /(a + b ), представляющими собой процент ионного характера комплекса в основном состоянии, перечислены типичные величины p,iv, имеющиеся в литературе, и рассчитанные значения а я Ь. Как и следовало ожидать, комплекс иода с пиридином значительно более нолярен, чем комплекс с бензолом, но гораздо менее полярен, чем аддукт иода с сильным и-донором — триэтиламином. Аддукты хлоранила и симм-гря-нитробензола с ароматическими углеводородами вообще обладают очень малым ионным характером в основном состоянии, заметно отличаясь от пикратов как ароматических, так и алифатических аминов. В главе II были рассмотрены спектроскопические доказательства солеобразного характера многих никратов аминов. Даже в комплексах, в которых основное состояние представлено главным образом структурой без связи , доля вклада донорно-акцепторной структуры в энергию связи между компонентами комплекса обычно велика [4]. [c.129]

В каталитических процессах обычно принято считать, что по крайней мере один из реагентов находится в хемосорбирован-ном состоянии. Следовательно, детальный механизм любой реакции должен быть основан на электронной структуре хемосорб-цнонной связп. Измерения поверхностного потенциала и вычисленный па их основании дипольный момент могут дать в этом отношении полезную информацию. Например, дипольный момент, вычисленный по уравнению (12) на основании данных, полученных при измерении поверхностного потенциала щелочных метал-. юв. адсорбированных на вольфраме, хорошо согласуется при л[алы. заполнениях с значениями, оцененными на основании предположения об образовании однозарядных ионов (см. п. б в разд. 1,4). При больших заполнениях дипольный момент, найденный из значения ПП, оказывается более низким, чем ожидаемый, что указывает, как и при адсорбции щелочноземельных металлов, на частично ковалентный характер поверхностных связей. Выполненный недавно [46] теоретический расчет, основанный на сопоставлении величии электроотрицательности металлов — адсорбата и адсорбента — и влияния двойного поверхностного слоя на решетку, дает превосходное согласие во всей области занолнений для щелочных, щелочноземельных металлов и для ТЬ на тугоплавких металлах. Такие системы не представляют прямого интереса для тех, кто занимается исследованием катализа, но поскольку такие системы относятся к числу самых простых, они легче всего поддаются теоретической интерпретации. [c.161]