Polarità della molecola. Molecole polari e non polari

Una molecola è polare se il centro della carica negativa non coincide con il centro di quella positiva. Una molecola di questo tipo è un dipolo: due cariche di uguale grandezza e segno opposto sono separate nello spazio.

Un dipolo è solitamente rappresentato dal simbolo in cui la freccia punta dall'estremità positiva del dipolo all'estremità negativa. Una molecola ha un momento di dipolo, che è uguale alla quantità di carica moltiplicata per la distanza tra i centri di carica:

I momenti di dipolo delle molecole possono essere misurati; Alcuni valori trovati sono riportati nella tabella. 1.2. L'entità dei momenti di dipolo serve come misura della polarità relativa di diverse molecole.

Tabella 1.2 (vedi scansione) Momenti di dipolo

Non c'è dubbio che le molecole siano polari se solo i legami in esse contenuti sono polari. Considereremo la polarità del legame perché la polarità di una molecola può essere pensata come la somma delle polarità dei singoli legami.

Molecole come queste hanno un momento dipolare pari a zero, cioè non sono polari. Due atomi identici in una qualsiasi delle molecole di cui sopra hanno, ovviamente, la stessa elettronegatività e possiedono ugualmente elettroni; la carica è nulla e quindi anche il momento dipolare è nullo.

La molecola tipo ha un momento dipolare elevato Sebbene la molecola di acido fluoridrico sia piccola, il fluoro elettronegativo attrae fortemente gli elettroni; sebbene la distanza sia piccola, la carica è grande e quindi anche il momento dipolare è grande.

Il metano e il tetracloruro di carbonio hanno momenti di dipolo pari a zero. I singoli legami, almeno nel tetracloruro di carbonio, sono polari: tuttavia, a causa della simmetria della disposizione tetraedrica, si annullano a vicenda (Fig. 1.9). Nel cloruro di metile, la polarità del legame carbonio-cloro non è compensata e il momento dipolare del cloruro di metile è. Pertanto, la polarità delle molecole dipende non solo dalla polarità dei singoli legami, ma anche dalla loro direzione, cioè dalla forma della molecola.

Il momento di dipolo dell'ammoniaca è pari a Può essere considerato come il momento di dipolo totale (somma vettoriale) dei tre momenti dei singoli legami aventi la direzione mostrata in figura.

Riso. 1.9. Momenti dipolari di alcune molecole. Polarità dei legami e delle molecole.

Allo stesso modo, possiamo considerare il momento di dipolo dell'acqua, pari a

Quale momento dipolare ci si dovrebbe aspettare per il trifluoruro di azoto che, come l'ammoniaca, ha una struttura piramidale? Il fluoro è l'elemento più elettronegativo e, ovviamente, attira fortemente gli elettroni dall'azoto; pertanto, i legami azoto-fluoro devono essere altamente polari e la loro somma vettoriale deve essere grande - significativamente maggiore di quella dell'ammoniaca con i suoi legami poco polari.

Cosa dà l'esperimento? Il momento dipolare del trifluoruro di azoto è solo significativamente inferiore al momento dipolare dell'ammoniaca.

Come spiegare questo fatto? La discussione di cui sopra non ha tenuto conto della coppia solitaria di elettroni. B (poiché in questa coppia occupa un orbitale - ed il suo contributo al momento di dipolo dovrebbe avere direzione opposta rispetto al momento totale dei legami azoto-fluoro (Fig. 1.10); questi momenti di segno opposto hanno ovviamente all'incirca lo stesso valore, e il risultato è un piccolo momento di dipolo, la cui direzione è sconosciuta. Nell'ammoniaca il momento di dipolo è probabilmente determinato principalmente da questa coppia di elettroni liberi, ed è aumentato dalla somma dei momenti di legame. Allo stesso modo, le coppie solitarie di gli elettroni dovrebbero contribuire ai momenti di dipolo dell'acqua e, ovviamente, di qualsiasi altra molecola in cui sono presenti.

Sulla base dei valori dei momenti di dipolo si possono ottenere preziose informazioni sulla struttura delle molecole. Ad esempio, qualsiasi struttura del tetracloruro di carbonio che dia luogo a una molecola polare può essere esclusa solo sulla base dell'entità del momento dipolare.

Riso. 1.10. Momenti dipolari di alcune molecole. Contributo di una coppia solitaria di elettroni. Il momento di dipolo causato da una coppia solitaria di elettroni ha una direzione opposta alla direzione del vettore totale dei momenti di legame.

Pertanto, il momento dipolare conferma la struttura tetraedrica del tetracloruro di carbonio (anche se non lo dimostra, poiché sono possibili altre strutture che produrrebbero anche una molecola non polare).

Problema 1.4. Quale delle due possibili strutture seguenti avrebbe anche un momento di dipolo pari a zero? a) Il carbonio si trova al centro del quadrato, agli angoli del quale ci sono atomi di cloro, b) Il carbonio si trova nella parte superiore della piramide tetraedrica e gli atomi di cloro si trovano negli angoli della base.

Problema 1.5. Sebbene i legami carbonio-ossigeno e boro-fluoro debbano essere polari, il momento dipolare dei composti è zero. Proporre una disposizione degli atomi per ciascun composto che produca un momento dipolare nullo.

Per la maggior parte dei composti il ​​momento dipolare non è mai stato misurato. La polarità di questi composti può essere prevista in base alla loro struttura. La polarità dei legami è determinata dall'elettronegatività degli atomi; Se gli angoli tra i legami sono noti, la polarità della molecola può essere determinata tenendo conto anche delle coppie di elettroni spaiati.

Polarità.

A seconda della posizione della coppia elettronica comune (densità elettronica) tra i nuclei degli atomi, si distinguono i legami non polari e polari.

Un legame non polare è formato da atomi di elementi con la stessa elettronegatività. La densità elettronica è distribuita simmetricamente rispetto ai nuclei atomici.

Il legame tra atomi con diversa elettronegatività è detto polare. La coppia di elettroni condivisa viene spostata verso l'elemento più elettronegativo. I centri di gravità delle cariche positive (b +) e negative (b -) non coincidono. Maggiore è la differenza di elettronegatività degli elementi che formano un legame, maggiore è la polarità del legame. Quando la differenza di elettronegatività è inferiore a 1,9 viene considerato il legame covalente polare.

Per una molecola biatomica, la polarità della molecola coincide con la polarità del legame. Nelle molecole poliatomiche, il momento di dipolo totale di una molecola è uguale alla somma vettoriale dei momenti di tutti i suoi legami. Il vettore del dipolo è diretto da + a –

Esempio 3. Utilizzando il metodo del legame di valenza, determinare la polarità delle molecole di cloruro di stagno (II) e cloruro di stagno (IV).

50 Sn appartiene agli elementi p.

Elettroni di valenza 5s 2 5p 2. Distribuzione degli elettroni sulle celle quantistiche nello stato normale:

Formule chimiche del cloruro di stagno (IV) - SnCl 4, cloruro di stagno (II) - SnCl 2

Per costruire la forma geometrica delle molecole, rappresentiamo gli orbitali degli elettroni di valenza spaiati, tenendo conto della loro massima sovrapposizione

Riso. 4. Forma geometrica delle molecole di SnCl 2 e SnCl 4

L'elettronegatività di Sn è 1,8. Cl-3.0. Legame Sn-Cl, polare, covalente. Descriviamo i vettori dei momenti di dipolo dei legami polari.

nelle molecole di SnCl 2 e SnCl 4

SnCl 2 è una molecola polare

SnCl 4 è una molecola non polare.

Le sostanze, a seconda della temperatura e della pressione, possono esistere negli stati aggregati gassosi, liquidi e solidi.

Allo stato gassoso le sostanze si presentano sotto forma di singole molecole.

Allo stato liquido sotto forma di aggregati, dove le molecole sono collegate da forze di van der Waals intermolecolari o legami idrogeno. Inoltre, quanto più polari sono le molecole, tanto più forte è il legame e, di conseguenza, tanto più alto è il punto di ebollizione del liquido.

Nei solidi, le particelle strutturali sono collegate da legami sia intramolecolari che intermolecolari. Classificare: cristalli ionici, metallici, atomici (covalenti), molecolari e cristalli con legami misti.

COMPITI DI CONTROLLO

73. Perché gli elementi cloro e potassio sono attivi, mentre l'elemento argon, situato tra loro, è poco attivo?

74. Utilizzando il metodo dei legami di valenza, spiegare perché la molecola d'acqua (H 2 O) è polare e la molecola di metano (CH 4) è non polare?

75. La sostanza monossido di carbonio (II) è una sostanza attiva, mentre il monossido di carbonio (IV) è classificato come sostanza a bassa attività. Spiegare utilizzando il metodo del legame di valenza.

76. Come cambia la forza delle molecole di azoto e ossigeno. Spiegare utilizzando il metodo del legame di valenza.

77. Perché le proprietà di un cristallo di cloruro di sodio (NaCl) sono diverse da quelle di un cristallo di sodio (Na)? Che tipo di comunicazione avviene in questi cristalli?

78. Utilizzando il metodo del legame di valenza, determinare la polarità delle molecole di cloruro di alluminio e idrogeno solforato.

79. Che tipo di idrossidi è l'idrossido di rubidio? Spiegare utilizzando il metodo del legame di valenza.

80. Il punto di ebollizione dell'acido fluoridrico liquido è 19,5 0 C e quello dell'acido cloridrico liquido (- 84,0 0 C). Perché c'è una differenza così grande nei punti di ebollizione?

81. Utilizzando il metodo dei legami di valenza, spiegare perché il tetracloruro di carbonio (CCl 4) è non polare e il cloroformio (CHCl 3) è una sostanza polare?

82. Come cambia la forza dei legami nelle molecole CH 4 – SnH 4? Spiegare utilizzando il metodo dei composti di valenza.

83. Quali possibili composti formano gli elementi: piombo e bromo? Determinare la polarità di questi legami.

84. Utilizzando il metodo del legame di valenza, determinare la polarità delle molecole di azoto e del bromuro di azoto (III).

85. Il punto di ebollizione dell'acqua è 100 0 C e quello dell'idrogeno solforato (60,7 0 C). Perché c'è una differenza così grande nei punti di ebollizione?

86. Determina quale composto ha un legame più forte: bromuro di stagno o bromuro di carbonio? Determinare la polarità di questi collegamenti.

87. Utilizzando il metodo del legame di valenza, determinare la polarità delle molecole di ioduro di gallio e ioduro di bismuto.

88. Usando la teoria del legame chimico, spiega perché lo xeno è un elemento nobile (poco attivo).

89. Indicare il tipo di ibridazione (sp, sp 2, sp 3) nei composti: BeCl 2, SiCl 4. Disegna le forme geometriche delle molecole.

90. Disegna la disposizione spaziale dei legami nelle molecole: idruro di boro e idruro di fosforo (III). Determinare la polarità delle molecole.

Linee guida per l'assegnazione delle prove nella disciplina" Chimica» per gli studenti di specialità non chimiche attraverso corsi per corrispondenza. Parte 1.

Compilato da: Professore Associato, Ph.D. Obukhov V.M.

assistente Kostareva E.V.

Firmato per la pubblicazione Carta da lettere. N. 1

N. ordine Conto. ed. l.

Formato 60/90/1/16. Condizionale forno l.

Stampato su edizione RISO GR 3750.

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È necessario distinguere la polarità di una molecola dalla polarità di un legame. Per le molecole biatomiche di tipo AB questi concetti coincidono, come già mostrato nell'esempio della molecola HCl. In tali molecole Maggiore è la differenza di elettronegatività degli elementi (∆EO), maggiore è il momento dipolare elettrico. Ad esempio, nella serie HF, HCl, HBr, HI diminuisce nella stessa sequenza dell'elettronegatività relativa.

Le molecole possono essere polari o non polari a seconda della natura della distribuzione della densità elettronica della molecola. La polarità di una molecola è caratterizzata dal valore del momento dipolare elettrico μ dicono , che è uguale alla somma vettoriale dei momenti elettrici dei dipoli di tutti i legami e delle coppie di elettroni non leganti situate nelle società per azioni ibride: → →

 m-ly = ( connessioni) i + ( coppie elettriche non collegate) j .

Il risultato dell'addizione dipende dalla polarità dei legami, dalla struttura geometrica della molecola e dalla presenza di coppie elettroniche solitarie. La polarità di una molecola è fortemente influenzata dalla sua simmetria.

Ad esempio, la molecola di CO 2 ha una struttura lineare simmetrica:

Pertanto, sebbene i legami C=O siano altamente polari, a causa della mutua compensazione dei loro momenti di dipolo elettrico, la molecola di CO 2 è generalmente non polare (legami  = legami  = 0). Per lo stesso motivo, le molecole tetraedriche altamente simmetriche CH 4, CF 4, la molecola ottaedrica SF 6, ecc. sono non polari.

Nella molecola angolare di H 2 O, i legami polari O–H si trovano ad un angolo di 104,5º: → →

 H2O =  O – H +  coppie elettriche non collegate  0.

Pertanto i loro momenti non si annullano e la molecola risulta essere polare ().

Anche la molecola angolare di SO 2, le molecole piramidali NH 3, NF 3, ecc. hanno un momento dipolare elettrico. Assenza di tale momento

indica una struttura altamente simmetrica della molecola, la presenza di un momento dipolare elettrico indica l'asimmetria della struttura della molecola (Tabella 3.2).

Tabella 3.2

Struttura e polarità attesa delle molecole

Il valore del momento di dipolo elettrico di una molecola è fortemente influenzato dalle coppie di elettroni non di legame situate negli orbitali ibridi e aventi il ​​proprio momento di dipolo elettrico (la direzione del vettore è dal nucleo, lungo l'asse di localizzazione dell'AO ibrido ). Ad esempio, le molecole NH 3 e NF 3 hanno la stessa forma piramidale trigonale e anche la polarità dei legami N–H e N–F è approssimativamente la stessa. Tuttavia, il momento elettrico del dipolo NH 3 è 0,49·10 -29 C·m, ​​mentre NF 3 è solo 0,07·10 -29 C·m. Ciò è spiegato dal fatto che in NH 3 la direzione del momento di dipolo elettrico della coppia di elettroni di legame e non di legame N–H coincide e, dopo l'addizione del vettore, provoca un grande momento di dipolo elettrico. Al contrario, in NF 3 i momenti dei legami N – F e della coppia di elettroni sono diretti in direzioni opposte, quindi, se sommati, sono parzialmente compensati (Fig. 3.15).

Figura 3.15. Aggiunta dei momenti di dipolo elettrico delle coppie di elettroni di legame e non di legame delle molecole NH 3 e NF 3

Una molecola non polare può essere resa polare. Per fare ciò deve essere posto in un campo elettrico con una certa differenza di potenziale. Sotto l'influenza di un campo elettrico, i "centri di gravità" delle cariche positive e negative si spostano e si verifica un momento di dipolo elettrico indotto o indotto. Quando il campo viene rimosso, la molecola tornerà ad essere non polare.

Sotto l'influenza di un campo elettrico esterno, una molecola polare viene polarizzata, cioè in essa avviene una ridistribuzione delle cariche e la molecola acquisisce un nuovo valore del momento di dipolo elettrico e diventa ancora più polare. Ciò può verificarsi anche sotto l'influenza del campo creato da una molecola polare in avvicinamento. La capacità delle molecole di polarizzarsi sotto l'influenza di un campo elettrico esterno è chiamata polarizzabilità.

Le interazioni intermolecolari sono determinate dalla polarità e dalla polarizzabilità delle molecole. La reattività della sostanza e la sua solubilità sono associate al momento elettrico del dipolo della molecola. Le molecole polari dei liquidi favoriscono la dissociazione elettrolitica degli elettroliti in esse disciolti.

Elettronegatività degli atomi degli elementi. Elettronegatività relativa. Cambiamenti nei periodi e nei gruppi del sistema periodico. Polarità dei legami chimici, polarità delle molecole e degli ioni.

L’elettronegatività (e.o.) è la capacità di un atomo di spostare le coppie di elettroni verso se stesso.
Meroy e.o. è l'energia aritmeticamente uguale a ½ la somma dell'energia di ionizzazione I e dell'energia di affinità elettronica E
E.O. = ½ (I+E)

Elettronegatività relativa. (OEO)

Al fluoro, in quanto elemento OE più forte, viene assegnato un valore di 4,00 rispetto al quale vengono considerati gli elementi rimanenti.

Cambiamenti nei periodi e nei gruppi della tavola periodica.

All’interno dei periodi, man mano che la carica nucleare aumenta da sinistra a destra, aumenta l’elettronegatività.

Meno significato è osservato per i metalli alcalini e alcalino terrosi.

Più grande- per alogeni.

Maggiore è l'elettronegatività, più pronunciate sono le proprietà non metalliche degli elementi.

L'elettronegatività (χ) è una proprietà chimica fondamentale di un atomo, una caratteristica quantitativa della capacità di un atomo in una molecola di spostare verso se stesso le coppie di elettroni comuni.

Il moderno concetto di elettronegatività degli atomi è stato introdotto dal chimico americano L. Pauling. L. Pauling ha utilizzato il concetto di elettronegatività per spiegare il fatto che l'energia di un legame eteroatomico A-B (A, B sono simboli di qualsiasi elemento chimico) è generalmente maggiore del valore medio geometrico dei legami omoatomici A-A e B-B.

Il valore più alto di e.o. fluoro e il più basso è il cesio.

La definizione teorica di elettronegatività è stata proposta dal fisico americano R. Mulliken. Basandosi sull'ovvia proposizione che la capacità di un atomo in una molecola di attrarre una carica elettronica dipende dall'energia di ionizzazione dell'atomo e dalla sua affinità elettronica, R. Mulliken ha introdotto l'idea dell'elettronegatività dell'atomo A come valore medio dell'energia di legame degli elettroni esterni durante la ionizzazione degli stati di valenza (ad esempio, da A− ad A+) e su questa base ha proposto una relazione molto semplice per l'elettronegatività di un atomo:

dove J1A e εA sono rispettivamente l'energia di ionizzazione dell'atomo e la sua affinità elettronica.
A rigor di termini, a un elemento non può essere assegnata un'elettronegatività costante. L'elettronegatività di un atomo dipende da molti fattori, in particolare dallo stato di valenza dell'atomo, dallo stato di ossidazione formale, dal numero di coordinazione, dalla natura dei ligandi che costituiscono l'ambiente dell'atomo nel sistema molecolare e da alcuni altri. Recentemente, la cosiddetta elettronegatività orbitale viene sempre più utilizzata per caratterizzare l'elettronegatività, a seconda del tipo di orbitale atomico coinvolto nella formazione di un legame e della sua popolazione di elettroni, cioè se l'orbitale atomico è occupato da una coppia di elettroni solitari, occupato singolarmente da un elettrone spaiato, oppure è vacante. Ma, nonostante le note difficoltà nell'interpretazione e nella determinazione dell'elettronegatività, rimane sempre necessaria una descrizione qualitativa e una previsione della natura dei legami in un sistema molecolare, inclusa l'energia di legame, la distribuzione della carica elettronica e il grado di ionicità, la costante di forza, ecc. uno dei più sviluppati in L'approccio attuale è l'approccio Sanderson. Questo approccio si basa sull’idea di equalizzare l’elettronegatività degli atomi durante la formazione di un legame chimico tra loro. Numerosi studi hanno trovato relazioni tra l'elettronegatività di Sanderson e le più importanti proprietà fisico-chimiche dei composti inorganici della stragrande maggioranza degli elementi della tavola periodica. Molto fruttuosa si è rivelata anche una modifica del metodo di Sanderson, basato sulla ridistribuzione dell'elettronegatività tra gli atomi della molecola per i composti organici.

2) Polarità dei legami chimici, polarità delle molecole e degli ioni.

Cosa c'è in astratto e nel libro di testo - La polarità è associata al momento dipolare. Si manifesta come risultato dello spostamento di una coppia di elettroni comuni su uno degli atomi. La polarità dipende anche dalla differenza di elettronegatività degli atomi legati Maggiore è il valore dell'e.o. due atomi, più polare è il legame chimico tra loro. A seconda di come viene ridistribuita la densità elettronica durante la formazione di un legame chimico, si distinguono diversi tipi. Il caso limite di polarizzazione di un legame chimico è una transizione completa da un atomo ad un altro.

In questo caso si formano due ioni tra i quali si forma un legame ionico Affinché due atomi possano creare un legame ionico è necessario che il loro e.o. erano molto diversi Se e.o. sono uguali, si forma un legame covalente non polare. Il più comune è un legame covalente polare, che si forma tra atomi che hanno valori e.o. diversi.

Una valutazione quantitativa della polarità di un legame può essere la carica effettiva degli atomi. La carica effettiva di un atomo è caratterizzata dalla differenza tra il numero di elettroni appartenenti a un dato atomo in un composto chimico e il numero di elettroni di un atomo libero atomo.L'atomo di un elemento più elettronegativo attrae gli elettroni più fortemente, quindi gli elettroni sono più vicini a lui, e riceve una certa carica negativa, che è chiamata effettiva, e il suo partner ha la stessa carica effettiva positiva.Se gli elettroni formano un Il legame tra gli atomi appartiene ad essi in egual misura, le cariche effettive sono pari a zero.

Per le molecole biatomiche è possibile caratterizzare la polarità del legame e determinare le cariche efficaci degli atomi in base alla misura del momento di dipolo M=q*r dove q è la carica del polo dipolo, pari alla carica effettiva per una molecola biatomica, r è la distanza internucleare.Il momento dipolare del legame è una quantità vettoriale. È diretto dalla parte caricata positivamente della molecola alla sua parte negativa.La carica effettiva su un atomo di un elemento non coincide con lo stato di ossidazione.

La polarità delle molecole determina in gran parte le proprietà delle sostanze. Le molecole polari si girano l'una verso l'altra con poli di carica opposta e tra loro nasce un'attrazione reciproca. Pertanto, le sostanze formate da molecole polari hanno punti di fusione e di ebollizione più elevati rispetto alle sostanze le cui molecole non sono polari.

I liquidi le cui molecole sono polari hanno un potere dissolvente maggiore. Inoltre, maggiore è la polarità delle molecole del solvente, maggiore è la solubilità dei composti polari o ionici in esso contenuti. Questa dipendenza è spiegata dal fatto che le molecole di solvente polare, a causa delle interazioni dipolo-dipolo o ione-dipolo con il soluto, contribuiscono alla decomposizione del soluto in ioni. Ad esempio, una soluzione di acido cloridrico in acqua, le cui molecole sono polari, conduce bene l'elettricità. Una soluzione di acido cloridrico in benzene non ha una conduttività elettrica notevole. Ciò indica l'assenza di ionizzazione dell'acido cloridrico in una soluzione di benzene, poiché le molecole di benzene non sono polari.

Gli ioni, come un campo elettrico, hanno un effetto polarizzante l'uno sull'altro. Quando due ioni si incontrano, avviene la loro mutua polarizzazione, cioè spostamento degli elettroni negli strati esterni rispetto ai nuclei. La polarizzazione reciproca degli ioni dipende dalle cariche del nucleo e dello ione, dal raggio dello ione e da altri fattori.

All'interno dei gruppi e.o. diminuisce.

Le proprietà metalliche degli elementi aumentano.

Gli elementi metallici al livello energetico esterno contengono 1,2,3 elettroni e sono caratterizzati da bassi potenziali di ionizzazione ed e.o. perché i metalli mostrano una forte tendenza a perdere elettroni.
Gli elementi non metallici hanno un'energia di ionizzazione più elevata.
Quando il guscio esterno dei non metalli all'interno dei periodi si riempie, il raggio degli atomi diminuisce. Nel guscio esterno il numero di elettroni è 4,5,6,7,8.

Polarità di un legame chimico. Polarità delle molecole e degli ioni.

La polarità di un legame chimico è determinata dallo spostamento dei legami di una coppia di elettroni su uno degli atomi.

Un legame chimico si verifica a causa della ridistribuzione degli elettroni negli orbitali di valenza, risultando in una configurazione elettronica stabile di un gas nobile, a causa della formazione di ioni o della formazione di coppie di elettroni condivise.
Un legame chimico è caratterizzato da energia e lunghezza.
Una misura della forza di un legame è l’energia spesa per spezzare il legame.
Per esempio. H – H = 435 kJmol-1

Elettronegatività degli elementi atomici
L'elettronegatività è una proprietà chimica di un atomo, una caratteristica quantitativa della capacità di un atomo in una molecola di attrarre elettroni da atomi di altri elementi.
Elettronegatività relativa

La prima e più famosa scala di elettronegatività relativa è la scala di L. Pauling, ottenuta da dati termochimici e proposta nel 1932. Il valore di elettronegatività dell'elemento più elettronegativo, il fluoro, (F) = 4,0, viene preso arbitrariamente come punto di partenza in questa scala. scala.

Gli elementi del gruppo VIII della tavola periodica (gas nobili) hanno elettronegatività pari a zero;
Il confine convenzionale tra metalli e non metalli è considerato un valore di elettronegatività relativa pari a 2.

L'elettronegatività degli elementi della tavola periodica, di regola, aumenta sequenzialmente da sinistra a destra in ciascun periodo. All'interno di ciascun gruppo, con poche eccezioni, l'elettronegatività diminuisce costantemente dall'alto verso il basso. L'elettronegatività può essere utilizzata per caratterizzare un legame chimico.
I legami con una differenza minore nell'elettronegatività degli atomi sono classificati come legami covalenti polari. Minore è la differenza di elettronegatività degli atomi che formano un legame chimico, minore è il grado di ionicità di questo legame. Una differenza pari a zero nell'elettronegatività degli atomi indica l'assenza di carattere ionico nel legame da essi formato, cioè la sua natura puramente covalente.

Polarità del legame chimico, polarità delle molecole e degli ioni
Polarità dei legami chimici, caratteristica di un legame chimico, che mostra la ridistribuzione della densità elettronica nello spazio vicino ai nuclei rispetto alla distribuzione iniziale di questa densità negli atomi neutri che formano questo legame.

Quasi tutti i legami chimici, ad eccezione dei legami nelle molecole omonucleari biatomiche, sono polari in un modo o nell'altro. Tipicamente, i legami covalenti sono debolmente polari, i legami ionici sono altamente polari.

Per esempio:
covalente non polare: Cl2, O2, N2, H2,Br2

polare covalente: H2O, SO2, HCl, NH3, ecc.

Riso. 32. Schemi di molecole polari e non polari: a - molecola polare; molecola b-non polare

Ogni molecola contiene sia particelle caricate positivamente - i nuclei atomici, sia particelle caricate negativamente - gli elettroni. Per ogni tipo di particella (o, più precisamente, carica) si può trovare un punto che sarà, per così dire, il loro “centro di gravità elettrico”. Questi punti sono chiamati poli della molecola. Se i centri di gravità elettrici delle cariche positive e negative in una molecola coincidono, la molecola sarà non polare. Queste sono, ad esempio, molecole H 2, N 2, formate da atomi identici, in cui coppie comuni di elettroni appartengono equamente a entrambi gli atomi, così come molte molecole costruite simmetricamente con legami atomici, ad esempio metano CH 4, tetracloruro CCl 4 .

Ma se la molecola è costruita in modo asimmetrico, ad esempio, è composta da due atomi dissimili, come abbiamo già detto, la coppia comune di elettroni può essere spostata in misura maggiore o minore lateralmenteuno degli atomi. È ovvio che in questo caso, a causa della distribuzione non uniforme delle cariche positive e negative all'interno della molecola, i loro centri di gravità elettrici non coincideranno e il risultato sarà una molecola polare (Fig. 32).

Le molecole polari lo sono

Le molecole polari sono dipoli. Con questo termine si indica generalmente qualsiasi sistema elettricamente neutro, cioè un sistema costituito da cariche positive e negative distribuite in modo tale che i loro centri di gravità elettrici non coincidano.

La distanza tra i centri di gravità elettrici di queste e di altre cariche (tra i poli del dipolo) è chiamata lunghezza del dipolo. La lunghezza del dipolo caratterizza il grado di polarità della molecola. È chiaro che la lunghezza del dipolo è diversa per le diverse molecole polari; Più è grande, più pronunciata è la polarità della molecola.

Riso. 33. Schemi della struttura delle molecole di CO2 e CS2

In pratica, il grado di polarità di alcune molecole viene determinato misurando il cosiddetto momento dipolare della molecola m, che è definito come il prodotto della lunghezza del dipolo l alla carica del suo polo e:

t =l e

Le grandezze dei momenti di dipolo sono associate a determinate proprietà delle sostanze e possono essere determinate sperimentalmente. Ordine di magnitudine T sempre 10 -18, poiché la carica elettrica

trono è pari a 4,80 10 -10 unità elettrostatiche, e la lunghezza del dipolo è un valore dello stesso ordine del diametro della molecola, cioè 10 -8 cm. Di seguito sono riportati i momenti di dipolo delle molecole di alcune sostanze inorganiche.

Momenti dipolo di alcune sostanze

T 10 18

. . . .. …….. 0

Acqua……. 1,85

. . . ………..0

Cloruro di idrogeno……. 1.04

Anidride carbonica…….0

Bromuro. ……0,79

Disolfuro di carbonio…………0

Ioduro di idrogeno…….. 0,38

Solfuro di idrogeno………..1.1

Monossido di carbonio……. 0,11

Diossido di zolfo. . . ……1.6

Acido cianidrico……..2.1

La determinazione dei valori dei momenti di dipolo consente di trarre molte conclusioni interessanti riguardo alla struttura di varie molecole. Diamo un'occhiata ad alcuni di questi risultati.

Riso. 34. Schema della struttura di una molecola d'acqua

Come ci si aspetterebbe, i momenti di dipolo delle molecole di idrogeno e azoto sono zero; le molecole di queste sostanze sono completamentesono simmetrici e, quindi, le cariche elettriche in essi contenute sono distribuite uniformemente. La mancanza di polarità nell'anidride carbonica e nel disolfuro di carbonio mostra che anche le loro molecole sono costruite simmetricamente. La struttura delle molecole di queste sostanze è mostrata schematicamente in Fig. 33.

Un po’ inaspettata è la presenza di un momento di dipolo piuttosto grande vicino all’acqua. Poiché la formula dell'acqua è simile alle formule dell'anidride carbonica

e il disolfuro di carbonio, ci si aspetterebbe che le sue molecole fossero costruite nello stesso modosimmetricamente, come le molecole CS 2 e CO 2.

Tuttavia, data la polarità delle molecole d'acqua stabilita sperimentalmente (polarità delle molecole), questa ipotesi deve essere scartata. Attualmente alla molecola dell'acqua viene attribuita una struttura asimmetrica (fig. 34): due atomi di idrogeno sono collegati a un atomo di ossigeno in modo che i loro legami formino un angolo di circa 105°. Una disposizione simile dei nuclei atomici si trova in altre molecole dello stesso tipo (H 2 S, SO 2) che hanno momenti di dipolo.

La polarità delle molecole d'acqua spiega molte delle sue proprietà fisiche.