Ионный характер связи смещение заряда

Если связующая пара электронов окажется на равном расстоянии от обоих ядер, ковалентная связь считается неполярной. При смещении электронной пары в сторону атома, более склонного к их присоединению (более электроотрицательного), связь становится полярной, и если это смещение выражено весьма резко, связь считается ионной. Примеры строго неполярных связей (С—С, Н — Н, С1—С1), полярных (С —С1, Н—С1, Н —Вг), ионных (Ыа—С1, К — Вг) показывают, что чем больше различие в природе соединяющихся атомов, тем более их связь является полярной и, наконец, ионной. Однако целиком ионных связей нет, так как атом, отдавая электрон, получает способность притягивать его обратно и, следовательно, отрицательный заряд в молекуле не строго локализован около другого, более электроотрицательного атома. Это ограничение ионного характера связи имеет существенное значение для оценки различных свойств соединений. Огромному большинству соединений свойственны связи различной степени полярности — слабополярные (8 — С1, С — О), более полярные Н — С1, Н — Р. Ионные связи встречаются сравнительно редко (в галидах и оксидах щелочных и щелочноземельных металлов), но и в этих случаях с вышеуказанным ограничением. В молекулах, составленных из одинаковых атомов На, Ог, За ИТ. П., связи неполярные. [c.67]

Растворимость в воде многих неорганических кислот, оснований it солей связана с их ионным характером. Молекулы воды ориентируются в электрическом поле определенным образом, что указывает на их полярность. На одном конце молекулы находится отрицательный заряд, а на другом положительный, образующие вместе диполь. Если бы молекула воды имела линейное строение, поляризация была бы невозможной. Как установлено с помощью физических методов, эта молекула действительно не линейна угол между связями О—Н составляет 105°. Молекула воды поляризована благодаря тому, что кислород, который более электроотрицателен, чем водород, способен оттягивать к себе электроны связей. Смещение электронной плотности вызывает появление частичного отрицательного заряда б — на кислородном конце диполя, компенсирующегося равным ему частичным положительным зарядом, распределенным между двумя водородными атомами на другом конце диполя. При растворении хлористого водорода в воде отрицательно заряженный кислород притягивает протон, образуя ион гидроксония Н3О+ [c.34]

Говорят, что полярные связи имеют частично ионный характер, так как смещение электронной плотности эквивалентно частичному переносу заряда. Разумеется, ионную связь можно рассматривать как предельно поляризованную ковалентную связь, однако в соответствии с таким подходом, для того чтобы ионный характер связи достиг 100%, потребовалась бы бесконечно большая разность электроотрицательностей. [c.125]

Для неорганических соединений в основном характерна ионная (электровалентная) связь между атомами, возникающая в результате передачи электронов от одного атома к другому. Природа связи в органических соединениях иная, осуществляется она не путем передачи, а путем обобщения электронов и носит название ковалентной. Полярность связи указывает на характер распределения электронов между связанными атомами и на имеющийся на атомах заряд. Это распределение никогда не бывает совершенно симметричным. Всегда наблюдается небольшое смещение в сторону более электроотрицательного атома. Например [c.285]

Пример. В молекуле НС1 распределение электронной плотности вдоль связи И—С1 таково, что электрический центр тяжести отрицательного заряда смещен к атому С1, а центр тяжести положительного заряда — к атому Н. В результате на атомах хлора и водорода возникают эффективные заряды Н —С1 . а связь водород—хлор приобретает частично ионный характер. В ковалентной молекуле НС1 ионный характер связи составляет 17 %, или полярность связи равна 17 %, [c.132]

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]

Сначала рассмотрим первые потенциалы ионизации для каждого атома Li 124 ккал/моль Н 313,6 ккал/моль и F 402 ккал/моль. Водород удерживает свой валентный электрон прочнее, чем литий, но еще прочнее удерживает валентный электрон фтор. Если водород может оттягивать к себе электроны в LiH, то в HF фтор должен оттягивать электроны от атома водорода. В LiF можно ожидать еще большего смещения заряда, т. е. еще более ионный характер связи. [c.102]

Его можно найти, разделив р, на заряд электрона и на равновесную длину связи Гц. Значения б для наших трех молекул приведены в последнем столбце табл. 3.6 их можно рассматривать как меру степени ионности этих связей. Симметричное распределение не вызывает смещения заряда, поэтому б = О и ионный характер связи также равен нулю. Другой предельный случай — это такое распределение, когда б = 1, т. е. когда оба связывающих электрона находятся у одного из атомов. Такой связи можно приписать стопроцентный ионный характер. Из табл. 3.6 следует, что в этой шкале связь в HF на 43% ионная, а в LiF — на 84%. [c.103]

Таким образом, в молекуле LiH за счет перехода электронов на о, и а -орбитали образуется прочная химическая связь, требующая для разрыва затраты 234 кДж. Из-за смещения МО в сторону атома водорода возникает диполь ( л= 1,96-10 = Кл-м). Согласно расчетам в этой молекуле имеет место следующее распределение зарядов —Li +H - -. Это означает, что связь в молекуле LiH на 80% имеет полярный, близкий к ионному характер. Заряженный отрицательно нон водорода Н имеет две орбитали, у одной из которых радиус [c.303]

Значительные возможности в исследовании механизма взаимодействия (а в предельном случае — и строения электронных уровней адсорбционного комплекса) дает получение количественных характеристик взаимодействия из электронных спектров — величин смещения электронных уровней и сил осцилляторов. При этом успехи, достигнутые в области квантовой химии, позволяют надеяться на возможность получения информации о строении молекулярных орбит специфических адсорбционных комплексов и о характере связи взаимодействующих партнеров. Большое значение для интерпретации электронных спектров адсорбированных молекул будут иметь также расчеты методами квантовой химии спектра ионов — предельных форм при специфической адсорбции молекул, возникающих в результате полного переноса заряда при взаимодействии с поверхностью. В области экспериментальных исследований в этом случае должно быть уделено большое внимание выяснению роли возбужденных состояний в специфическом взаимодействии вообще и роли возбуждения в образовании ионных форм специфически адсорбированных молекул. [c.148]

Константа ядерного квадрупольного взаимодействия (ед 0) характеризует степень отклонения распределения электронов относительно ядер от сферически симметричного. Она равна нулю для галоген-ионов, достаточно велика в случае чисто ковалентных соединений типа галогенов, а для полярных молекул, например метилгалогенидов, является промежуточной по величине. Константу ядерного квадрупольного взаимодействия можно, по-видимому, считать более строгой качественной характеристикой ионно-сти связи С — X, чем дипольный момент, поскольку она непосредственным образом связана с моментом С—Х-связи. Так, если бы дейтерирование молекулы метилгалогенида привело бы к возрастанию дипольного момента, то оставалось бы неясным, какая часть этого эффекта связана с локальным изменением дипольного момента в связи С — Н, а какая действительно обусловлена подлинным индукционным эффектом, т. е. смещением заряда к С — Х-связи. С другой стороны, уменьщение величины (ед Q) служило бы убедительным доказательством того, что связь С — X приобрела более ионный характер. [c.103]

Как известно, атомы в соединениях склонны к об- разованию заполненных электронных оболочек. В на-и шем случае (с водой) это означает, что оба электрона связи водорода притянуты к кислороду, который более электроотрицателен. Но речь здесь идет не о полной ионизации, а о смещении центра тяжести заряда, когда образуется соединение частично ионного характера. В результате молекулы воды приобретают свойства электрического диполя с отрицательным концом на атоме кислорода, а положительным — на атомах водорода. Эта особенность имеет огромное практическое значение, так как многие по сравнению с другими жидкостями необычные свойства воды обусловлены природой диполя. Так, молекулы воды легко образуют тетраэдрическую структуру. Это упорядочение, которое усиливается ниже 4°С, объясняет, почему вода обладает минимальной плотностью при 4°С, а пористость молекулярной структуры льда примерно на 10% больше, чем у жидкой воды. Большое внешнее давление не препятствует увеличению объема при замерзании — в этом с досадой убеждаются шоферы, поглядев на размороженный мотор или радиатор. Воспроизведем этот процесс пузырек из-под лекарства до краев наполним водой, плотно закроем завинчивающейся крышкой и поставим на мороз или в морозильник. [c.18]

Дипольный характер ионной связи. Смещение пары электронов к одному из атомов в ионной связи приводит к разделению зарядов в молекуле. Это можно представить грубо так, как изображено на рис. 16-8. Молекула имеет положительный заряд на литии и отрицательный на фторе, т. е. она обладает электрическим дипольным моментом. Такая молекула называется полярной молекулой. Силы взаимодействия полярных молекул гораздо больше, чем силы взаимодействия неполярных молекул. В главе 17 мы увидим, что эти силы обеспечивают такое же электростатическое взаимодействие, как мы уже описали. [c.433]

В некоторых случаях при образовании промежуточного соединения металла с лигандом, которым является реагирующая молекула, может происходить перенос заряда от лиганда к металлу с образованием так называемого комплекса с переносом заряда (КПЗ). Соединения этого типа можно рассматривать как молекулярные донорно-акцепторные соединения. При образовании таких соединений возможно смещение заряда от донора к акцептору вплоть до образования ионной связи. Чаще всего в комплексах с переносом заряда возникающая связь носит полярный характер. [c.488]

Переход (смещение) электронов может быть более или менее значительным (пример 1 и 2). Для того, чтобы не учитывать этого обстоятельства (весьма важного для оценки характера химической связи) и тем самым облегчить составление уравнений ОВР, ввели понятие окислительного числа элемента в молекуле. Оч — условный электрический заряд атома элемента в данной молекуле, который он может приобрести в том случае, если все его связи считать ионными. Таким образом, во всех связях принимается полный переход электронов от менее электроотрицательного элемента к более электроотрицательному. Следовательно, оч водорода в [c.5]

Эмиссионная рентгеновская спектроскопия изучает распределение испущенных веществом рентгеновских фотонов по энергии. Энергии фотонов, соответствующие максимуму интенсивности некоторых линий рентгеновского спектра, зависят от химических связей излучающего атома со своими соседями и могут изменяться до нескольких злектрон-вольт. Основная причина смещения таких линий — изменение зарядности иона при переходе от одного соединения к другому. Это позволяет в ряде случаев по положению линии определять заряд иона. С изменением характера химической связи некоторые линии существенно меняют свою форму. [c.215]

В 1932 г. А. А. Гринберг [365] впервые указал, что трансвлияние может быть сделано до известной степени понятным, если учесть неодинаковую поляризуемость координированных групп, влекущую за собой смещение центра тяжести положительных и отрицательных зарядов в комплексном ионе [365, стр. 58]. Это подтверждалось тем, что трансвлияние в серии лигандов 0Н , С1 , Вг , J- увеличивалось в порядке, соответствующем возрастанию их молярной рефракции. Учитывая неодинаковую поляризуемость лигандов, Гринберг подразделил комплексы по характеру их координационных связей [c.131]

Возникающая в результате образования молекулярных орбиталей комплекса диаграмма энергетических уровней изображена на рис. 20-14. В ее нижней части находятся уровни шести связывающих орбиталей, заполненные электронными парами. Их можно пр)едставить как шесть электронных пар, поставляемых лигандами-донорами, и больше не обращать на них внимания. Точно так же можно исключить из рассмотрения четыре верхние разрыхляющие орбитали, являющиеся пустыми, за исключением предельных случаев сильного электронного возбуждения, которыми можно пренебречь. Несвязывающий уровень и нижний разрыхляющий уровень соответствуют двум уровням, и вд, к которым приводит расщепление кристаллическим полем (см. рис. 20-13). Мы будем продолжать называть их по-прежнему уровнями 12д и е даже в рамках молекулярно-орбитального подхода. Но важно отметить разницу в объяснении расщепления между этими уровнями. В теории кристаллического поля оно является следствием электростатического отталкивания, а в теории поля лигандов-следствием образования молекулярных орбиталей. Как мы убедились в гл. 12 на примере молекул НР и КР, теория молекулярных орбиталей позволяет охватить все случаи от чисто ионной до чисто ковалентной связи. Поэтому выбор между теорией кристаллического поля и теорией поля лигандов основан лишь на рассмотрении одной из двух предельных моделей связи. В комплексе СоР довольно заметно проявляется ионный характер связи, потому что, как можно видеть из рис. 20-14, орбитали лигандов располагаются по энергии ниже орбиталей металла и ближе к связывающим молекулярным орбиталям. Поэтому связывающие молекулярные орбитали по характеру должны приближаться к орбиталям лигандов, а это должно обусловливать смещение отрицательного заряда в направлении к лигандам. Таким образом, связи в данном случае должны быть частично ионными. [c.235]

На схематичном изображении реакции химического выветривания анортита (рис. 3.5) показан край кристалла анортита, находящийся в контакте с Н2СО3 из раствора, являющегося агентом выветривания. Природные поверхности кристаллов имеют участки с избытком электрического заряда, что вызвано дефектами кристаллической решетки (ряды атомов, немного смещенные со своих позиций) или ее повреждениями (разрыв связей). Области с избыточным зарядом преимущественно атакуются почвенными кислотами, в результате чего возникают выемки на поверхности минерала (рис. 3.6). Водородные ионы, образующиеся при диссоциации Н2СО3, гидратируют поверхность силиката. Ионные связи между Са и тетраэдрами 8104 легко разрываются, высвобождая Са в раствор. В результате образуются гидратированный силикат с дефицитом металла и раствор бикарбоната кальция (Са + + 2НСОз"). В ходе дальнейшей реакции в пределах тетраэдрической сетки могут разорваться связи, близкие к ковалентным. Тетраэдрическая сетка является особенно непрочной там, где алюминий заместил кремний, поскольку связь кислород—алюминий имеет скорее ионный характер. Продукт реакции, высвобождаемый в раствор — это [c.90]

В гл. 6 структура этих соединений рассматривается более глубоко с точки зрения электронной конфигурации. Одним из способов, которым могут быть охарактеризованы различия между ними, являются межатомные расстояния у атомов кислорода в соединениях разных классов. Результаты рентгенографических и электронографических измерений, описанных на стр. 248, показывают, что в молекуле Н2О2 межатомное расстояние в группе —О—О— равно 1,49 + 0,01 А. Изменение характера группы—О—О— при переходе от перекиси водорода к другим перекисным соединениям состоит в основном в изменении степени электроотрицательности или ионного характера соединения сама связь между атомами кислорода практически при этом не изменяется. Таким образом, в перекисях металлов (или других перекисных соединениях) расстояние —О—О-—, очевидно, заметно не отличается от этого расстояния в перекиси водорода. К такому заключению приводят измерения межатомных расстояний в таких перекисях, как перекись бария [8, 9], перекиси кальция и стронция 19], пероксоднсульфаты аммония и цезия [10], диметилперекиси [11] и дибензоилперекиси 112]. На основании некоторых ранее проведенных измерений [13, 14] считали, что длина связи—0—0—в перекиси бария меньше, чем в перекиси водорода, но результаты последующих измерений межатомного расстояния в перекиси бария [8, 9], а также приведенные выше данные для других пероксосоединений, по-видимому, опровергают это меньшее значение. длины связи. Тем не менее кажется несколько странным, что увеличение степени смещения заряда к перекииюй группе при переходе от перекиси водорода к такому чисто ионному соединению, как перекись бария, не оказывает влияния на длину связи —О—О—. Возможно, что при дальнейших более точных измерениях обнаружится существование заметных, хотя и небольших различий. [c.532]

Изучение влияния pH на положение ПНСЗ является частью общей проблемы зависимости свободного заряда поверхности от pH раствора. Эта зависимость отсутствует на ртутном электроде и является фундаментальной особенностью металлов, адсорбирзтощих водород и кислород. Характер зависимости свободного заряда от pH сложен, как можно судить из рис. 13, где приведены Гн+, фг-кривые на родии в 0,1 н. КС1. Постепенный переход с ростом pH к поверхности, заряженной отрицательно во всем интервале ф,., характерен для всех платиновых металлов и вызван одновременным действием двух факторов смещения интервала потенциалов, в котором проводятся измерения, в отрицательную сторону по постоянному электроду сравнения и более сильного перекрывания областей адсорбции водорода и кислорода вследствие облегчения адсорбции кислорода и повышения энергии связи адсорбированного водорода. Взаимосвязь адсорбции ионов и атомов водорода и кислорода приводит к [c.86]

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]

На основании того, что связь между серой и кислородом в сульфоксидах короткая (в среднем 1,45 А), дипольный момент связи небольшой (2,16—2,6 0), а прочность ее сравнительно велика, Саттон и сотр. [31] приняли для сульфоксидов структуру II., Позднее Кэмпер и Уокер повторр о измерили дипольный момент этой связи и нашли, что он равен 3,0 О, что позволило этим авторам также сделать вывод, что связь между 5 и О в сульфоксидах двойная [32]. Однако, как будет подробно показано в гл. 8, посвященной сульфонам, при допущении существования двойной связи 5=0 длина этой связи должна быть меньше, а если считать связь семиполярной, то электрический заряд должен быть больше смещен к атому кислорода, чего нет на самом деле. Даже в окиси триметиламина, которая является типичным примером соединения с семиполярной связью, связь N->0 только на 66% имеет ионный характер. По данным ИК-спектров было найдено, что силовая постоянная связи 5—0 невелика (6,8-10 дин/см) [33] и близка по величине силовой постоянной связи N->-0 в пиридинок-сидах [34]. В среде протонных растворителей кислород сульфоксидов участвует в образовании достаточно прочных водородных связей [33а, 35], а порядок связи 5—0, вычисленный методом МО, невысок [36]. На этом основании некоторые авторы считают, что связь между 5 и О в сульфоксидах является скорее всего семиполярной [37]. Кроме того, в пользу структуры I свидетельствуют -также данные рефракции [38] и парахора [39] связи. Измеренные дипольные моменты ряда диарилсульфоксидов оказались равными 4,02—4,76 О, что также свидетельствует в пользу семиполярного характера 5—О-связи [40]. [c.228]

Надо отметить, однако, что практически во всех своих соединениях, независимо от проявляемой степени окисления, платиновые элементы образуют химическую связь преобладающе ковалентного характера. Это связано с тем, что изолированные высокозаряженные положительные ноны платиновых элементов обладали бы, имея почти полностью сформированную 18-электронную подкладку, очень сильным поляризующим действием. Это неизбежно привело бы к смещению электронов атомов или ионов элементов — партнеров ио химической связи на катионы платиновых элементов и сопровождалось бы превращением ионного взаимодействия в ковалентное. Действительно, показано, что даже в соединениях Р1(И), и Р1(1У), т. е. при относительно низких степенях окисления, ионы Pt + и Р1" + как таковые не существуют. Истинный положительный заряд на атомах платины очень мал, и практически все соединения платины, а также других платиновых элементов могут быть отнесены к разряду ковалентных. Получение ионов Р1 + и Pt + может быть реализовано только физическими методами, например под действием электронного удара в ионизационной камере масс-спектрометра. [c.151]

П. образуются и разрушаются в узких интервалах изменения внеш. условий-т-ры, состава р-рителя, pH, ионной силы р-ра и др., т.е. р-ции носят ярко выраженный кооперативный характер. Изменение внеш. условий сопровождается смещением равновесия, при этом изменяется соотношение между структурами а тл 6. Именно благодаря кооперативному взаимод. между макромолекулами П. оказываются весьма устойчивыми соед. даже в тех случаях, когда своб. энергия взаимодействия отдельных звеньев комплементарных цепей мала (всего неск. десятков Дж/моль). Так, известны П. (стереокомплексы), образованные цепями изо- и синдиотактич. полиметилметакрилатов, к-рые удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, П., стабилизированные межмол. водородными связями и (или) гидрофобными взаимод.. П., в к-рых полиионы противоположного знака заряда соединены ионными связями (т. наз. полимер-полимерные соли, или полиэлектролитные комплексы). [c.14]

Химические факторы, определяющие скорость и направление реакций органических фосфатов, связаны главным образом с расположением гидроксильной или фосфатной группы (или других функциональных групп) субстрата относительно реагирующей части органического фосфата, присутствием или отсутствием основных катализаторов и распределением заряда в ангидриде или эфире. Химически распределение зарядов может быть изменено рядом способов, таких, как подавление диссоциации фосфатных групп при образовании эфира или проведение реакции в кислой среде (например, катализируемые протонами взаимопревращения нуклеозид-2 - и нуклеозид-З -фосфатов и нуклеозид-2 - и нуклеозид-3 -алкилфосфатов, которое не наблюдается в щелочной среде) и образование смешанных ангидридов из кислот, сила которых несоизмерима с силой фосфорной кислоты. Для неферментативных химических реакций также наблюдались каталитические и направляющие эффекты, возникающие в результате образования комплексов с ионами некоторых поливалентных металлов. В биохимических реакциях аналогичный контроль может осуществляться с полющью таких факторов, как конформация нуклеозид-5 -полифосфатов, связывание субстрата и фермента через металл, связывание диссоциирующих групп фермента с группой Р = О водородными связями, что эквивалентно протонированию. (С точки зрения резонансных форм фосфатов, разница между группами Р = О и Р — носит чистоформальный характер.) Образование катнон-субстратных комплексов, таких, как комплекс АТФ с магнием, по-видимому, увеличивает электрофильный характер атомов фосфора (препятствуя ионизации) и почти наверняка приводит к такому смещению электронной плотности, которое облегчает атаку данного атома фосфора, зависящую от определенной стереохимической конфигурации комплекса. В фермент-металл-субстратных комплексах, в которых металл служит ю тикoм между ферментом и субстратом, свободная энергия активации, по-видимому, значительно снижена. [c.350]