Тема 3 Хим. связь (1174983), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Если _м = _св  0  молекула полярная

Молекула Н₂S

 угловая структура ( 92⁰)

ЭО(Н) = 2,1 и ЭО(S) = 2,5  связь полярная.

_м = _св 0  молекула в целом полярная.

Молекула SbН₃

Sb…5s²5p³

Структура – тригональная пирамида

Связь полярная,

т.к. Э.О.0

_м = _св  0.  молекула в целом полярная

Н 1s¹ Н 1s¹ Н 1s¹

Гибридизация:

смешение АО с разными (но близкими) энергетическими состояниями, вследствие которого возникает такое же число одинаковых по форме и энергии орбиталей, симметрично расположенных в пространстве.

Если у атома в образовании химических связей участвуют разные по типу АО (s-, p-, d- или f-АО), то химические связи формируются электронами не «чистых», а «смешанных», или гибридных орбиталей.

Перекрывание гибридных АО происходит в большей степени, чем негибридных орбиталей 

► химические связи прочнее

► молекула более устойчива.

Гибридная орбиталь:

типы гибридизации АО и структура молекул

Молекула ВеСl₂

■ sp-гибридизация АО Ве , 180^о

■ пространственная структура  линейная.

Cl Be Cl

■ связь полярная  _св  0, т.к. ЭО Ве и Cl: 1,5 и 3,0

 Cl  Be  Cl

■ _мол = _св = 0  молекула в целом неполярная.

Молекула ВН₃

В^ 2s¹ 2p²

H 1s H 1s H 1s

■ s-s перекрывание и два p-s перекрывания АО.

■ sp²–гибридизация

АО В

■ 3  - связи,  120 ,

■ связи полярные ЭО = (2.1-2.0)  0.

■ структура молекулы - плоский треугольник.

■ _мол = _св = 0  молекула ВН₃ - неполярная.

Молекула SiCl₄

Si^ 3s 3p Cl 3s 3p

Cl 3s 3p Cl 3s 3p Cl 3s 3p

■ 1 s-АО и 3 р-АО  sp³- гибридизация АО

■ структура молекулы  тетраэдр,  109,3⁰

■ _св= 0 - молекула в целом неполярная.

►Вывод:

▓ если гибридные АО центрального атома взаимодействуют

с АО одинаковых атомов, то молекула  неполярная

(СН₄, ВF₃).

▓ если гибридные АО взаимодействуют с разными атомами

(CH₂Cl₂, ВF₂Cl), то молекулы  полярные,

т. к. величины векторов электрических моментов диполей

связей отличаются.

Молекулы NН₃ и Н₂О

N …2s²2p³ O…2s²2p⁴

H 1s¹ H 1s¹ H1s¹ Н 1s¹ Н 1s¹

Структура молекул – тетраэдр. Метод ВС не объясняет структуру молекул, определенную методом рентгеноструктурного анализа

sp³ – гибридизация АО азота «N » и кислорода «О ».

В 1957 г. Р.Гиллеспи предложил модель отталкивания электронных пар валентной оболочки (ОВЭП)

● Модель предполагает, что электронные пары в валентной оболочке существуют в виде локализованных связывающих и неподеленных пар.

● Несвязывающие и σ- связывающие электронные пары рассматриваются как равноценные.

● В гибридизации могут участвовать вакантные АО, АО с неподеленными парами электронов и АО с неспаренными электронами.

● Неподеленные электронные пары (НП) влияют на величину валентных углов  силы отталкивания между ними больше, чем между относительно закрепленными электронными парами образующими связь (связывающая электронная пара - СП).

● Уменьшение силы отталкивания электронных пар:

НП-НП  НП-СП  СП-СП

В молекуле NН₃ одна НП уменьшает тетраэдрический угол (109,3^о) до 107^о, а в молекуле Н₂О две НП уменьшают его до 104,5^о.

связь, образованная в результате электростатического взаимодействия ионов

■ предельный случай полярной ковалентной связи

анион А^-, катион К⁺

▬ насыщаемостью

▬ направленностью

▬ повышенной

электронной плотностью в области связывания

Ионная связь не обладает

: ▼ Каждый ион окружен сферическим электрическим полем, действующим на любой другой ион.

▼ Сила взаимодействия ионов определяются величиной их заряда и расстоянием между ними по закону Кулона.

▼ Ион окружает себя наибольшим числом ионов противоположного заряда в определенном порядке, позволяющем занять минимально возможный объем с минимальной потенциальной энергией.

Ионные кристаллы - гигантские полимерные молекулы.

▼ Понятие валентности к ионной связи неприменимо.

Чисто ионная связь не существует - доля ионности связи ( Na^+0.9Cl^-0.9 )

▼ Ионные связи - прочные.

▼ Твердые кристаллические вещества ионного типа - тугоплавкие, высокопрочные, но хрупкие, растворяются в полярных растворителях (в Н₂О).

Формулы (NаСl, СаF₂, Аl₂(SО₄)₃ ) - отражают лишь состав.

Взаимодействия между молекулами

Силы И.Ван-дер-Ваальса (голланд.ученый, 1873 г.) – силы межмолекулярного взаимодействия (взаимодействия между молекулами), проявляющиеся на расстояниях, превосходящих размеры частиц.

три составляющие вандерваальсовых сил:

(в зависимости от природы системы)

1. ОРИЕНТАЦИОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ИЛИ ДИПОЛЬ-ДИПОЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ (эффект Кьезома) – электростатическое взаимодействие полярных молекул при сближении (рис.а)

Е_ориен увеличивается с увеличением _мол и уменьшением расстояния между молекулами.

Ч

2. индукционная составляющая

(Эффект Дебая) –

электростатическое взаимодействие полярной и неполярной молекул (рис б).

Диполи, действуя на неполярные молекулы, превращают их в индуцированные (наведенные) диполи Е_инд увеличивается с увеличением _{мол ,} уменьшением расстояния между молекулами и увеличением поляризуемости неполярной молекулы..

Е_инд Е_ориен

ем выше температура, тем Е_ориен –меньше.

1. дисперсионная составляющая (эффект Лондона)

-электростатическое взаимодействие мгновенных диполей, возникающих за счет флуктуации электрической плотности (рис.с). В результате взаимодействия мгновенных диполей энергия системы понижается.

Е_дисп пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию между центрами частиц.

Для неполярных молекул - единственная составляющая вандерваальсовых сил.

вещество	диполя	Поляризуемость, М31030	Энергия взаимодействия, кДж/моль				Ткип,К
			ориентационная	Индукционная	Дисперсионная	Суммарная
H2 Ar Xe HCl HBr HI NH3	0 0 0 1,03 0,78 0,38 1,52	0,8 1,64 4,16 2,64 3,62 5,42 2,23	0 0 0 3,3 1,1 0,6 13,3	0 0 0 1,0 0,70 0,3 1,5	0,17 8,5 18,4 16,8 28,5 60,6 14,7	0,17 8,5 18,4 21,1 30,3 61,5 29,5	20,2 76 167 188 206 238 239,6

Минимальная энергия системы обеспечивается при расстояниях между центрами молекул 0,4 – 0,5 нм, т. е. существенно больше длины химической связи.

Как видно из табл., с увеличением размера молекул в ряду Аr – Хе и НСl – НI растет их поляризуемость и энергия дисперсионного притяжения. Ориентационное взаимодействие вносит значительный вклад в вандерваальсовы силы для молекул с большим _дип. ]

С увеличением Е возрастет Т_кип жидкостей, а также теплота их испарения.

связь, образованная положительно поляризованным водородом молекулы А – Н (или полярной группы – А – Н) и электроотрицательным атомом В другой или той же молекулы

Характеристики

Список файлов лекций