მოლეკულის პოლარობა. პოლარული და არაპოლარული მოლეკულები

მოლეკულა პოლარულია, თუ უარყოფითი მუხტის ცენტრი არ ემთხვევა დადებითის ცენტრს. ასეთი მოლეკულა დიპოლურია: სივრცეში გამოყოფილია ორი თანაბარი სიდიდისა და ნიშნის საპირისპირო მუხტი.

დიპოლს ჩვეულებრივ აღნიშნავენ სიმბოლოთი, სადაც ისარი დიპოლის დადებითი ბოლოდან უარყოფითზე მიუთითებს. მოლეკულას აქვს დიპოლური მომენტი, რომელიც უდრის მუხტის სიდიდეს გამრავლებული მუხტის ცენტრებს შორის მანძილზე:

მოლეკულების დიპოლური მომენტების გაზომვა შესაძლებელია; ზოგიერთი ნაპოვნი მნიშვნელობა მოცემულია ცხრილში. 1.2. დიპოლური მომენტების მნიშვნელობები ემსახურება სხვადასხვა მოლეკულების ფარდობითი პოლარობის საზომს.

ცხრილი 1.2 (იხ. სკანირება) დიპოლური მომენტები

ეჭვგარეშეა, რომ მოლეკულები პოლარულია, თუ მხოლოდ მასში არსებული ბმები პოლარულია. ჩვენ განვიხილავთ ბმის პოლარობას, რადგან მოლეკულის პოლარობა შეიძლება განვიხილოთ, როგორც ცალკეული ბმების პოლარობის ჯამი.

ისეთ მოლეკულებს აქვთ დიპოლური მომენტი ნულის ტოლი, ანუ ისინი არაპოლარულია. ორ იდენტურ ატომს ნებისმიერ მოცემულ მოლეკულაში, რა თქმა უნდა, აქვს იგივე ელექტრონეგატიურობა და თანაბრად საკუთარი ელექტრონები; მუხტი ნულის ტოლია და შესაბამისად დიპოლური მომენტიც ნულის ტოლია.

ტიპის მოლეკულას აქვს დიდი დიპოლური მომენტი, თუმცა წყალბადის ფტორიდის მოლეკულა მცირეა, ელექტრონეგატიური ფტორი ძლიერად იზიდავს ელექტრონებს; მიუხედავად იმისა, რომ მანძილი მცირეა, მუხტი დიდია და, შესაბამისად, დიპოლური მომენტიც დიდია.

მეთანს და ნახშირბადის ტეტრაქლორიდს აქვთ ნულოვანი დიპოლური მომენტები. ცალკეული ბმები, სულ მცირე, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდში, პოლარულია: თუმცა, ტეტრაედრული განლაგების სიმეტრიის გამო, ისინი ანაზღაურებენ ერთმანეთს (ნახ. 1.9). მეთილის ქლორიდში ნახშირბად-ქლორის ბმის პოლარობა არ არის კომპენსირებული და მეთილქლორიდის დიპოლური მომენტია. ამრიგად, მოლეკულების პოლარობა დამოკიდებულია არა მხოლოდ ცალკეული ბმების პოლარობაზე, არამედ მათ მიმართულებაზე, ე.ი. მოლეკულის ფორმაზე.

ამიაკის დიპოლური მომენტი არის ის შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც მთლიანი დიპოლური მომენტი (ვექტორული ჯამი) ცალკეული ბმის სამი მომენტის, რომელსაც აქვს ნახატზე ნაჩვენები მიმართულება.

ბრინჯი. 1.9. ზოგიერთი მოლეკულის დიპოლური მომენტები. ობლიგაციებისა და მოლეკულების პოლარობა.

ანალოგიურად, ჩვენ შეგვიძლია მივიჩნიოთ წყლის დიპოლური მომენტი ტოლი

რა დიპოლური მომენტი უნდა იყოს მოსალოდნელი აზოტის ტრიფტორიდისთვის, რომელსაც ამიაკის მსგავსად აქვს პირამიდული სტრუქტურა? ფტორი ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია და ის, რა თქმა უნდა, ელექტრონებს ძლიერად იღებს აზოტიდან; ამიტომ, აზოტ-ფტორის ბმები უნდა იყოს ძლიერ პოლარული და მათი ვექტორული ჯამი დიდი - ბევრად მეტი ვიდრე ამიაკის მისი არც თუ ისე პოლარული ბმებით.

რას იძლევა ექსპერიმენტი? აზოტის ტრიფტორიდის დიპოლური მომენტი მხოლოდ ის არის ამიაკის დიპოლურ მომენტზე ბევრად ნაკლები.

როგორ ავხსნათ ეს ფაქტი? ზემოაღნიშნული განხილვისას, ელექტრონების მარტოხელა წყვილი არ იყო გათვალისწინებული. B (ისევე, როგორც ამ წყვილში იკავებს -ორბიტალი და მისი წვლილი დიპოლურ მომენტში უნდა ჰქონდეს საპირისპირო მიმართულება აზოტ-ფტორის ბმების მთლიან მომენტთან შედარებით (ნახ. 1.10); საპირისპირო ნიშნის ეს მომენტები, ცხადია, აქვთ დაახლოებით იგივე მნიშვნელობა და შედეგად, არის პატარა დიპოლური მომენტი, რომლის მიმართულება უცნობია. ამიაკის დიპოლური მომენტი სავარაუდოდ განისაზღვრება ძირითადად ამ თავისუფალი ელექტრონული წყვილით და ის იზრდება ჯამით. ბმის მომენტები. ანალოგიურად, ელექტრონების მარტოხელა წყვილმა უნდა შეუწყოს ხელი წყლის დიპოლურ მომენტებს და, რა თქმა უნდა, ნებისმიერ სხვა მოლეკულას, რომელშიც ისინი იმყოფებიან.

დიპოლური მომენტების მნიშვნელობებზე დაყრდნობით, შესაძლებელია მოლეკულების სტრუქტურის შესახებ ღირებული ინფორმაციის მიღება. მაგალითად, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდის ნებისმიერი სტრუქტურა, რომელიც იწვევს პოლარულ მოლეკულას, შეიძლება გამოირიცხოს მხოლოდ დიპოლური მომენტის სიდიდის საფუძველზე.

ბრინჯი. 1.10. ზოგიერთი მოლეკულის დიპოლური მომენტები. ელექტრონების მარტოხელა წყვილის წვლილი. ელექტრონების მარტოხელა წყვილის გამო დიპოლურ მომენტს აქვს მიმართულება ბმის მომენტების მთლიანი ვექტორის მიმართულების საწინააღმდეგოდ.

ამრიგად, დიპოლური მომენტი ადასტურებს ნახშირბადის ტეტრაქლორიდის ტეტრაედალურ სტრუქტურას (თუმცა ეს ასე არ არის, რადგან შესაძლებელია სხვა სტრუქტურები, რომლებიც ასევე მისცემს არაპოლარულ მოლეკულას).

ამოცანა 1.4. ქვემოთ ჩამოთვლილი ორი შესაძლო სტრუქტურიდან რომელს უნდა ჰქონდეს ასევე ნულოვანი დიპოლური მომენტი? ა) ნახშირბადი მდებარეობს კვადრატის ცენტრში, რომლის კუთხეებში არის ქლორის ატომები, ბ) ნახშირბადი განლაგებულია ოთხკუთხედის პირამიდის თავზე, ხოლო ქლორის ატომები ფუძის კუთხეებში.

ამოცანა 1.5. მიუხედავად იმისა, რომ ნახშირბად-ჟანგბადი და ბორი-ფტორის ბმები პოლარული უნდა იყოს, ნაერთების დიპოლური მომენტი ნულის ტოლია. შესთავაზეთ ატომების განლაგება თითოეული ნაერთისთვის, რაც იწვევს ნულოვანი დიპოლური მომენტს.

ნაერთების უმეტესობისთვის დიპოლური მომენტი არასოდეს ყოფილა გაზომილი. ამ ნაერთების პოლარობის პროგნოზირება შესაძლებელია მათი სტრუქტურიდან. ბმების პოლარობა განისაზღვრება ატომების ელექტრონეგატიურობით; თუ ბმებს შორის კუთხეები ცნობილია, მაშინ შეიძლება განისაზღვროს მოლეკულის პოლარობა, ასევე ელექტრონების დაუწყვილებელი წყვილის გათვალისწინებით.

პოლარობა.

ატომების ბირთვებს შორის საერთო ელექტრონული წყვილის (ელექტრონული სიმკვრივის) მდებარეობიდან გამომდინარე, განასხვავებენ არაპოლარული და პოლარული ბმები.

არაპოლარული ბმა იქმნება იმავე ელექტრონეგატიურობის მქონე ელემენტების ატომებით. ელექტრონის სიმკვრივე ნაწილდება სიმეტრიულად ატომების ბირთვებთან მიმართებაში.

სხვადასხვა ელექტრონეგატიურობის მქონე ატომებს შორის კავშირს პოლარული ეწოდება. საზიარო ელექტრონული წყვილი მიკერძოებულია უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტის მიმართ. დადებითი (b +) და უარყოფითი (b -) მუხტების სიმძიმის ცენტრები არ ემთხვევა ერთმანეთს. რაც უფრო დიდია განსხვავება კავშირის შემქმნელ ელემენტთა ელექტრონეგატიურობაში, მით უფრო მაღალია ბმის პოლარობა. თუ ელექტრონეგატიურობის სხვაობა 1,9-ზე ნაკლებია, ბმა ითვლება პოლარული კოვალენტური.

დიატომური მოლეკულისთვის, მოლეკულის პოლარობა იგივეა, რაც ბმის პოლარობა. პოლიატომურ მოლეკულებში, მოლეკულის მთლიანი დიპოლური მომენტი უდრის ყველა მისი ბმის მომენტების ვექტორულ ჯამს. დიპოლური ვექტორი მიმართულია +-დან –

მაგალითი 3ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით განსაზღვრეთ კალის (II) ქლორიდის და კალის (IV) ქლორიდის მოლეკულების პოლარობა.

50 Sn ეხება p- ელემენტებს.

ვალენტური ელექტრონები 5s 2 5p 2 . ელექტრონების განაწილება კვანტურ უჯრედებზე ნორმალურ მდგომარეობაში:

კალის (IV) ქლორიდის ქიმიური ფორმულები -SnCl 4, კალის (II) ქლორიდი - SnCl 2

მოლეკულების გეომეტრიული ფორმის ასაგებად, ჩვენ გამოვსახავთ დაუწყვილებელი ვალენტური ელექტრონების ორბიტალებს, მათი მაქსიმალური გადახურვის გათვალისწინებით.

ბრინჯი. 4. SnCl 2 და SnCl 4 მოლეკულების გეომეტრიული ფორმა

ელექტროუარყოფითობა Sn არის 1,8. Cl - 3.0. Bond Sn - Cl, პოლარული, კოვალენტური. მოდით გამოვსახოთ პოლარული ბმის დიპოლური მომენტების ვექტორები.

SnCl 2 და SnCl 4 მოლეკულებში

SnCl 2 - პოლარული მოლეკულა

SnCl 4 არის არაპოლარული მოლეკულა.

ნივთიერებები, ტემპერატურისა და წნევის მიხედვით, შეიძლება არსებობდეს აგრეგაციის აირად, თხევად და მყარ მდგომარეობაში.

აირისებრ მდგომარეობაში ნივთიერებები ცალკეული მოლეკულების სახითაა.

თხევად მდგომარეობაში აგრეგატების სახით, სადაც მოლეკულები დაკავშირებულია ინტერმოლეკულური ვან დერ ვაალის ძალებით ან წყალბადის ბმებით. უფრო მეტიც, რაც უფრო პოლარულია მოლეკულები, მით უფრო ძლიერია კავშირი და, შედეგად, უფრო მაღალია სითხის დუღილის წერტილი.

მყარ სხეულებში სტრუქტურული ნაწილაკები დაკავშირებულია როგორც ინტრამოლეკულური, ასევე ინტერმოლეკულური ბმებით. კლასიფიკაცია: იონური, მეტალის, ატომური (კოვალენტური), მოლეკულური კრისტალები და კრისტალები შერეული ბმებით.

საკონტროლო ამოცანები

73. რატომ არის ელემენტები ქლორი და კალიუმი აქტიური, ხოლო მათ შორის მდებარე ელემენტი არგონი არააქტიურია?

74. ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით ახსენი რატომ არის წყლის მოლეკულა (H 2 O) პოლარული, ხოლო მეთანის მოლეკულა (CH 4) არაპოლარული?

75. ნივთიერება ნახშირბადის მონოქსიდი (II) არის აქტიური ნივთიერება, ხოლო ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) კლასიფიცირებულია, როგორც დაბალაქტიური ნივთიერება. ახსენი ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით.

76. როგორ იცვლება აზოტისა და ჟანგბადის მოლეკულების სიძლიერე. ახსენი ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით.

77. რატომ განსხვავდება ნატრიუმის ქლორიდის (NaCl) ბროლის თვისებები ნატრიუმის (Na) კრისტალის თვისებებისგან? რა სახის შეკავშირება ხდება ამ კრისტალებში?

78. ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით განსაზღვრეთ ალუმინის ქლორიდის და წყალბადის სულფიდის მოლეკულების პოლარობა.

79. რა სახის ჰიდროქსიდია რუბიდიუმის ჰიდროქსიდი? ახსენი ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით.

80. თხევადი წყალბადის ფტორის დუღილის წერტილი არის 19,5 0 C, ხოლო თხევადი წყალბადის ქლორიდის (- 84,0 0 C). რატომ არის ასეთი დიდი განსხვავება დუღილის წერტილებში?

81. ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით ახსენი რატომ არის ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი (CCl 4) არაპოლარული, ხოლო ქლოროფორმი (CHCl 3) პოლარული ნივთიერება?

82. როგორ იცვლება ბმის სიმტკიცე CH 4 - SnH 4 მოლეკულებში? ახსენი ვალენტური ნაერთების მეთოდით.

83. რა შესაძლო ნაერთები ქმნიან ელემენტებს: ტყვია და ბრომი? განსაზღვრეთ ამ ობლიგაციების პოლარობა.

84. ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით განსაზღვრეთ აზოტის მოლეკულების და აზოტის (III) ბრომიდის პოლარობა.

85. წყლის დუღილის წერტილი არის 100 0 C, ხოლო წყალბადის სულფიდი (60,7 0 C). რატომ არის ასეთი დიდი განსხვავება დუღილის წერტილებში?

86. დაადგინეთ რომელ ნაერთში უფრო ძლიერი ბმაა კალის ბრომიდი თუ ნახშირბადის ბრომიდი? განსაზღვრეთ ამ ნაერთების პოლარობა.

87. ვალენტური ბმების მეთოდის გამოყენებით განსაზღვრეთ გალიუმის იოდიდისა და ბისმუტის იოდიდის მოლეკულების პოლარობა.

88. ქიმიური კავშირის თეორიის გამოყენებით ახსენი რატომ არის ქსენონი კეთილშობილური (დაბალაქტიური) ელემენტი.

89. მიუთითეთ ჰიბრიდიზაციის ტიპი (sp, sp 2, sp 3) ნაერთებში: BeCl 2, SiCl 4. გამოსახეთ მოლეკულების გეომეტრიული ფორმები.

90. დახაზეთ ბმების სივრცითი განლაგება მოლეკულებში: ბორის ჰიდრიდი და ფოსფორის (III) ჰიდრიდი. განსაზღვრეთ მოლეკულების პოლარობა.

დისციპლინაში საკონტროლო ამოცანების მითითებები " Ქიმია» დისტანციური სწავლების არაქიმიური სპეციალობების სტუდენტებისთვის. Ნაწილი 1.

შემდგენელი: ასოცირებული პროფესორი, ფ. ობუხოვი ვ.მ.

ასისტენტი კოსტარევა ე.ვ.

ხელმოწერილია გამოსაქვეყნებლად No1

Შეკვეთის ნომერი. რედ. ლ.

ფორმატი 60/90/1/16. კონვ. ღუმელი ლ.

დაბეჭდილია RISO GR 3750-ზე

გამომცემლობა "ნავთობისა და გაზის უნივერსიტეტი"

პროფესიული უმაღლესი განათლების სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება

"ტიუმენის სახელმწიფო ნავთობისა და გაზის უნივერსიტეტი"

გამომცემლობა "ნავთობისა და გაზის უნივერსიტეტის" ოპერატიული ბეჭდვის განყოფილება

625000 ქ ტიუმენი, ქ. ვოლოდარსკი, 38

მოლეკულის პოლარობა უნდა განვასხვავოთ ბმის პოლარობისგან. AB ტიპის დიატომური მოლეკულებისთვის ეს ცნებები ემთხვევა, როგორც უკვე ნაჩვენებია HCl მოლეკულის მაგალითზე. ასეთ მოლეკულებში რაც უფრო დიდია განსხვავება ელემენტების ელექტროუარყოფითობაში (∆EO), მით მეტია დიპოლის ელექტრული მომენტი.მაგალითად, სერიებში HF, HCl, HBr, HI, ის მცირდება იმავე თანმიმდევრობით, როგორც ფარდობითი ელექტრონეგატიურობა.

მოლეკულები შეიძლება იყოს პოლარული და არაპოლარული, რაც დამოკიდებულია მოლეკულის ელექტრონის სიმკვრივის განაწილების ბუნებაზე. მოლეკულის პოლარობა ხასიათდება μ დიპოლის ელექტრული მომენტის მნიშვნელობით ისინი ამბობენ , რომელიც უდრის ჰიბრიდულ AO-ებზე განლაგებული ყველა ბმის დიპოლების დიპოლების ელექტრული მომენტების ვექტორულ ჯამს: → →

 m-ly \u003d  ( კავშირები) i +  ( შეუერთებელი ელექტრო წყვილი) j .

დამატების შედეგი დამოკიდებულია ბმების პოლარობაზე, მოლეკულის გეომეტრიულ სტრუქტურაზე და გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილების არსებობაზე. მოლეკულის პოლარობაზე დიდ გავლენას ახდენს მისი სიმეტრია.

მაგალითად, CO 2 მოლეკულას აქვს სიმეტრიული წრფივი სტრუქტურა:

ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ C=O ბმები უაღრესად პოლარულია, დიპოლში მათი ელექტრული მომენტების ურთიერთკომპენსაციის გამო, CO 2 მოლეკულა ზოგადად არაპოლარულია ( m-ly =  ბმები = 0). ამავე მიზეზით, უაღრესად სიმეტრიული ტეტრაედრული მოლეკულები CH 4, CF 4, ოქტაედრული მოლეკულა SF 6 და ა.შ. არაპოლარულია.

H 2 O მოლეკულის კუთხეში პოლარული O–H ბმები განლაგებულია 104,5º კუთხით: → →

 H2O \u003d  O - H +  შეუერთებელი ელექტრო წყვილი  0.

აქედან გამომდინარე, მათი მომენტები არ არის ურთიერთკომპენსირებული და მოლეკულა აღმოჩნდება პოლარული ().

კუთხოვანი SO 2, პირამიდული მოლეკულები NH 3, NF 3 და სხვ. ასევე აქვთ დიპოლის ელექტრული მომენტი.ასეთი მომენტის არარსებობა.

მიუთითებს მოლეკულის უაღრესად სიმეტრიულ სტრუქტურაზე, დიპოლის ელექტრული მომენტის არსებობა მიუთითებს მოლეკულის სტრუქტურის ასიმეტრიულობაზე (ცხრილი 3.2).

ცხრილი 3.2

მოლეკულების სტრუქტურა და მოსალოდნელი პოლარობა

მოლეკულის დიპოლის ელექტრული მომენტის მნიშვნელობაზე ძლიერ გავლენას ახდენს არაშემაკავშირებელი ელექტრონული წყვილი, რომლებიც მდებარეობს ჰიბრიდულ ორბიტალებში და აქვთ დიპოლის საკუთარი ელექტრული მომენტი (ვექტორის მიმართულება არის ბირთვიდან, ჰიბრიდული AO ღერძის გასწვრივ. ). მაგალითად, NH 3 და NF 3 მოლეკულებს აქვთ იგივე ტრიგონალურ-პირამიდული ფორმა და N-H და N-F ობლიგაციების პოლარობა ასევე დაახლოებით იგივეა. ამასთან, NH 3 დიპოლის ელექტრული მომენტი არის 0.49·10 -29 C·m, ​​ხოლო NF 3 არის მხოლოდ 0.07·10 -29 C·m. ეს აიხსნება იმით, რომ NH 3-ში შემაკავშირებელი N–H და არაშემაკავშირებელი ელექტრონული წყვილის დიპოლის ელექტრული მომენტის მიმართულება ემთხვევა და ვექტორის დამატებისას იწვევს დიპოლის დიდ ელექტრულ მომენტს. პირიქით, NF 3-ში N–F ბმებისა და ელექტრონული წყვილის მომენტები მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით, შესაბამისად, როდესაც მიმატებულია, ნაწილობრივ კომპენსირებულია (ნახ. 3.15).

სურათი 3.15. NH 3 და NF 3 მოლეკულების შემაკავშირებელ და არაშემაკავშირებელ ელექტრონული წყვილების დიპოლის ელექტრული მომენტების დამატება

არაპოლარული მოლეკულა შეიძლება გახდეს პოლარული. ამისათვის ის უნდა განთავსდეს ელექტრულ ველში გარკვეული პოტენციური სხვაობით. ელექტრული ველის მოქმედებით დადებითი და უარყოფითი მუხტების „სიმძიმის ცენტრები“ გადაადგილდება და წარმოიქმნება დიპოლის ინდუცირებული ან ინდუცირებული ელექტრული მომენტი. როდესაც ველი ამოღებულია, მოლეკულა კვლავ გახდება არაპოლარული.

გარე ელექტრული ველის მოქმედებით, პოლარული მოლეკულა პოლარიზებულია, ანუ მასში ხდება მუხტების გადანაწილება და მოლეკულა იძენს დიპოლის ელექტრული მომენტის ახალ მნიშვნელობას, ხდება კიდევ უფრო პოლარული. ეს ასევე შეიძლება მოხდეს მოახლოებული პოლარული მოლეკულის მიერ შექმნილი ველის გავლენის ქვეშ. მოლეკულების პოლარიზაციის უნარს გარე ელექტრული ველის მოქმედებით პოლარიზებადობა ეწოდება.

მოლეკულების პოლარობა და პოლარიზება განსაზღვრავს მოლეკულურ ურთიერთქმედებას. ნივთიერების რეაქტიულობა, მისი ხსნადობა დაკავშირებულია მოლეკულის დიპოლის ელექტრულ მომენტთან. სითხეების პოლარული მოლეკულები ხელს უწყობს მათში გახსნილი ელექტროლიტების ელექტროლიტურ დისოციაციას.

ელემენტების ატომების ელექტრონეგატიურობა.შედარებითი ელექტროუარყოფითობა. პერიოდული სისტემის პერიოდებისა და ჯგუფების ცვლილება. ქიმიური ბმის პოლარობა, მოლეკულების და იონების პოლარობა.

ელექტრონეგატიურობა (e.o.) არის ატომის უნარი გადააადგილოს ელექტრონული წყვილები თავისკენ.
მეროი ე.ო. არის ენერგია არითმეტიკულად ტოლი ½ იონიზაციის ენერგიის I და ელექტრონის მსგავსების ენერგიის E ჯამისა
ე.ო. = ½ (I+E)

შედარებითი ელექტროუარყოფითობა. (OEO)

ფტორს, როგორც უძლიერეს e.o ელემენტს, ენიჭება მნიშვნელობა 4.00, რომლის მიმართაც განიხილება სხვა ელემენტები.

პერიოდული სისტემის პერიოდებსა და ჯგუფებში ცვლილებები.

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, როდესაც ბირთვული მუხტი იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ, ელექტრონეგატიურობა იზრდება.

სულ მცირემნიშვნელობა შეინიშნება ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებში.

უდიდესი- ჰალოგენებისთვის.

რაც უფრო მაღალია ელექტრონეგატიურობა, მით უფრო ძლიერია ელემენტების არამეტალური თვისებები.

ელექტრონეგატიურობა (χ) არის ატომის ფუნდამენტური ქიმიური თვისება, მოლეკულაში ატომის უნარის რაოდენობრივი მახასიათებელი, გადააადგილოს საერთო ელექტრონული წყვილები თავისკენ.

ატომების ელექტრონეგატიურობის თანამედროვე კონცეფცია შემოიღო ამერიკელმა ქიმიკოსმა ლ. ლ. პაულინგმა გამოიყენა ელექტრონეგატიურობის ცნება, რათა აეხსნა ის ფაქტი, რომ A-B ჰეტეროატომური ბმის ენერგია (A, B არის ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის სიმბოლო) ზოგადად აღემატება A-A და B-B ჰომატომური ბმების გეომეტრიულ საშუალოს.

უმაღლესი ღირებულება ე.ო. ფტორი, ხოლო ყველაზე დაბალი არის ცეზიუმი.

ელექტრონეგატიურობის თეორიული განმარტება შემოგვთავაზა ამერიკელმა ფიზიკოსმა რ.მალიკენმა. აშკარა პოზიციიდან გამომდინარე, რომ ატომის უნარი მოლეკულაში მიიზიდოს ელექტრონული მუხტი თავისკენ, დამოკიდებულია ატომის იონიზაციის ენერგიაზე და მის ელექტრონებთან კავშირზე, რ. მალიკენმა შემოიტანა ცნება A ატომის ელექტრონეგატიურობის შესახებ, როგორც საშუალო. გარე ელექტრონების შებოჭვის ენერგიის მნიშვნელობა ვალენტური მდგომარეობების იონიზაციის დროს (მაგალითად, A––დან A+–მდე) და ამის საფუძველზე შემოგვთავაზა ატომის ელექტრონეგატიურობის ძალიან მარტივი მიმართება:

სადაც J1A და εA არის ატომის იონიზაციის ენერგია და მისი ელექტრონის აფინურობა, შესაბამისად.
მკაცრად რომ ვთქვათ, ელემენტს არ შეიძლება მივაწეროთ მუდმივი ელექტრონეგატიურობა. ატომის ელექტრონეგატიურობა დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, კერძოდ, ატომის ვალენტურ მდგომარეობაზე, ფორმალურ ჟანგვის მდგომარეობაზე, კოორდინაციის რიცხვზე, ლიგანდების ბუნებაზე, რომლებიც ქმნიან ატომის გარემოს მოლეკულურ სისტემაში და ზოგიერთზე. სხვები. ბოლო დროს სულ უფრო ხშირად ელექტრონეგატიურობის დასახასიათებლად გამოიყენება ეგრეთ წოდებული ორბიტალური ელექტრონეგატიურობა, რომელიც დამოკიდებულია ატომური ორბიტალის ტიპზე, რომელიც მონაწილეობს ბმის წარმოქმნაში და მის ელექტრონების პოპულაციაზე, ანუ არის თუ არა ატომური ორბიტალი დაკავებული. გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილით, ცალკე დასახლებული დაუწყვილებელი ელექტრონით, ან ვაკანტურია. მაგრამ, ელექტრონეგატიურობის ინტერპრეტაციისა და განსაზღვრის ცნობილი სირთულეების მიუხედავად, ის ყოველთვის საჭირო რჩება მოლეკულურ სისტემაში ობლიგაციების ბუნების თვისებრივი აღწერისა და პროგნოზირებისთვის, მათ შორის ბმის ენერგია, ელექტრონული მუხტის განაწილება და იონურობის ხარისხი, ძალის მუდმივი და ა.შ. დღევანდელ მიდგომაში ერთ-ერთი ყველაზე განვითარებული არის სანდერსონის მიდგომა. ეს მიდგომა ეფუძნებოდა ატომების ელექტრონეგატიურობის გათანაბრების იდეას მათ შორის ქიმიური კავშირის ფორმირებისას. მრავალრიცხოვანმა კვლევებმა აჩვენა კავშირი სანდერსონის ელექტრონეგატიურობასა და პერიოდული ცხრილის ელემენტების უმეტესი ნაწილის არაორგანული ნაერთების ყველაზე მნიშვნელოვან ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებს შორის. ასევე ძალიან ნაყოფიერი აღმოჩნდა სანდერსონის მეთოდის მოდიფიკაცია, რომელიც ეფუძნება ელექტრონეგატიურობის გადანაწილებას მოლეკულის ატომებს შორის ორგანული ნაერთებისთვის.

2) ქიმიური ბმის პოლარობა, მოლეკულების და იონების პოლარობა.

რაც წერია აბსტრაქტში და სახელმძღვანელოში - პოლარობა ასოცირდება დიპოლურ მომენტთან. ის ჩნდება საერთო ელექტრონული წყვილის ერთ-ერთ ატომში გადაადგილების შედეგად. პოლარობა ასევე დამოკიდებულია ატომების ელექტროუარყოფითობის განსხვავებაზე. ობლიგაციებით. ორი ატომი მით უფრო პოლარულია მათ შორის ქიმიური ბმა. იმის მიხედვით, თუ როგორ გადანაწილდება ელექტრონის სიმკვრივე ქიმიური ბმის წარმოქმნის დროს, განასხვავებენ მის რამდენიმე ტიპს. ქიმიური ბმის პოლარიზაციის შემზღუდველი შემთხვევაა სრული გადასვლა ერთი ატომიდან. სხვას.

ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ორი იონი, რომელთა შორის წარმოიქმნება იონური ბმა, იმისთვის, რომ ორმა ატომმა შეძლოს იონური ბმის შექმნა, აუცილებელია მათი ე.ო. დიდად განსხვავდებოდა.. თუ ე.ო. ტოლები არიან, შემდეგ წარმოიქმნება არაპოლარული კოვალენტური ბმა.ყველაზე გავრცელებული პოლარული კოვალენტური ბმა წარმოიქმნება ნებისმიერ ატომს შორის, რომელსაც აქვს განსხვავებული ე.ო.

ატომების ეფექტური მუხტები შეიძლება იყოს ბმის პოლარობის რაოდენობრივი შეფასება.ატომის ეფექტური მუხტი ახასიათებს განსხვავებას მოცემულ ატომს ქიმიურ ნაერთში და თავისუფალი ატომის ელექტრონების რაოდენობას შორის. უფრო ელექტრონეგატიური ელემენტის ატომი უფრო ძლიერად იზიდავს ელექტრონებს, ამიტომ ელექტრონები უფრო ახლოს არიან მასთან და იღებს გარკვეულ უარყოფით მუხტს, რომელსაც ეწოდება ეფექტური და მის პარტნიორს აქვს იგივე დადებითი ეფექტური მუხტი. თუ ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან კავშირს ატომებს შორის მათ თანაბრად ეკუთვნის, ეფექტური მუხტები ნულის ტოლია.

დიატომური მოლეკულებისთვის შესაძლებელია ბმის პოლარობის დახასიათება და ატომების ეფექტური მუხტების განსაზღვრა დიპოლური მომენტის გაზომვის საფუძველზე M = q * r, სადაც q არის დიპოლური პოლუსის მუხტი, რომელიც უდრის ეფექტურ მუხტს დიატომური მოლეკულა, r არის ბირთვთაშორისი მანძილი, ბმის დიპოლური მომენტი არის ვექტორული სიდიდე. იგი მიმართულია მოლეკულის დადებითად დამუხტული ნაწილიდან მის უარყოფით ნაწილზე.ელემენტის ატომზე ეფექტური მუხტი არ ემთხვევა ჟანგვის მდგომარეობას.

მოლეკულების პოლარობა დიდწილად განსაზღვრავს ნივთიერებების თვისებებს. პოლარული მოლეკულები ერთმანეთისკენ ბრუნდებიან საპირისპიროდ დამუხტული პოლუსებით და მათ შორის წარმოიქმნება ურთიერთმიზიდულობა. ამრიგად, პოლარული მოლეკულების მიერ წარმოქმნილ ნივთიერებებს უფრო მაღალი დნობის და დუღილის წერტილები აქვთ, ვიდრე ნივთიერებებს, რომელთა მოლეკულები არაპოლარულია.

სითხეებს, რომელთა მოლეკულები პოლარულია, უფრო მაღალი დაშლის უნარი აქვთ. უფრო მეტიც, რაც უფრო დიდია გამხსნელის მოლეკულების პოლარობა, მით უფრო მაღალია მასში პოლარული ან იონური ნაერთების ხსნადობა. ეს დამოკიდებულება აიხსნება იმით, რომ გამხსნელის პოლარული მოლეკულები, დიპოლ-დიპოლური ან იონ-დიპოლური ურთიერთქმედების გამო გამხსნელ ნივთიერებასთან, ხელს უწყობს გამხსნელის იონებად დაშლას. მაგალითად, წყალში ქლორიდის ხსნარი, რომლის მოლეკულები პოლარულია, კარგად ატარებს ელექტროენერგიას. წყალბადის ქლორიდის ხსნარს ბენზოლში არ გააჩნია შესამჩნევი ელექტრული გამტარობა. ეს მიუთითებს წყალბადის ქლორიდის იონიზაციის არარსებობაზე ბენზოლის ხსნარში, ვინაიდან ბენზოლის მოლეკულები არაპოლარულია.

იონებს, როგორც ელექტრული ველის, აქვთ ერთმანეთზე პოლარიზებული ეფექტი. როდესაც ორი იონი ხვდება, ხდება მათი ურთიერთ პოლარიზაცია, ე.ი. გარე ფენების ელექტრონების გადაადგილება ბირთვებთან შედარებით. იონების ურთიერთპოლარიზაცია დამოკიდებულია ბირთვისა და იონის მუხტებზე, იონის რადიუსზე და სხვა ფაქტორებზე.

ჯგუფების ფარგლებში ე.ო. მცირდება.

იზრდება ელემენტების მეტალის თვისებები.

ლითონის ელემენტები გარე ენერგეტიკულ დონეზე შეიცავს 1,2,3 ელექტრონს და ხასიათდება იონიზაციის პოტენციალების დაბალი მნიშვნელობით და ე.ო. რადგან ლითონები ავლენენ მკვეთრად გამოხატულ ტენდენციას ელექტრონების შემოწირულობისა.
არამეტალურ ელემენტებს აქვთ უფრო მაღალი იონიზაციის ენერგია.
როგორც არამეტალების გარე გარსი ივსება, ატომის რადიუსი მცირდება პერიოდებში. გარე გარსზე ელექტრონების რაოდენობაა 4,5,6,7,8.

ქიმიური ბმის პოლარობა. მოლეკულების და იონების პოლარობა.

ქიმიური ბმის პოლარობა განისაზღვრება ელექტრონული წყვილის ბმების გადაადგილებით ერთ-ერთ ატომთან.

ქიმიური ბმა წარმოიქმნება ვალენტურ ორბიტალებში ელექტრონების გადანაწილების გამო, რაც იწვევს კეთილშობილი გაზის სტაბილურ ელექტრონულ კონფიგურაციას, იონების წარმოქმნის ან საერთო ელექტრონული წყვილების წარმოქმნის გამო.
ქიმიურ ბმას ახასიათებს ენერგია და სიგრძე.
კავშირის სიძლიერის საზომი არის ენერგია, რომელიც დახარჯულია კავშირის გასაწყვეტად.
Მაგალითად. H - H = 435 კჯმოლ-1

ატომური ელემენტების ელექტრონეგატიურობა
ელექტრონეგატიურობა არის ატომის ქიმიური თვისება, მოლეკულაში ატომის უნარის რაოდენობრივი მახასიათებელი, მიიზიდოს ელექტრონები თავისკენ სხვა ელემენტების ატომებიდან.
შედარებითი ელექტროუარყოფითობა

ფარდობითი ელექტროუარყოფითობის პირველი და ყველაზე ცნობილი სკალა არის L. Pauling სკალა, მიღებული თერმოქიმიური მონაცემებიდან და შემოთავაზებული 1932 წელს. ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტის ფტორის ელექტროუარყოფა, (F) = 4.0, თვითნებურად არის აღებული, როგორც საცნობარო წერტილი ამ მასშტაბში. .

პერიოდული სისტემის VIII ჯგუფის ელემენტებს (კეთილშობილური აირები) აქვთ ნულოვანი ელექტროუარყოფითობა;
ლითონებსა და არამეტალებს შორის პირობით საზღვარად ითვლება ფარდობითი ელექტროუარყოფითობის მნიშვნელობა 2-ის ტოლი.

პერიოდული სისტემის ელემენტების ელექტრონეგატიურობა, როგორც წესი, ყოველ პერიოდში თანმიმდევრულად იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ. თითოეულ ჯგუფში, რამდენიმე გამონაკლისის გარდა, ელექტრონეგატიურობა მუდმივად მცირდება ზემოდან ქვევით. ელექტრონეგატიურობა გამოიყენება ქიმიური ბმის დასახასიათებლად.
ატომების ელექტრონეგატიურობაში უფრო მცირე სხვაობით ბმებს მოიხსენიებენ როგორც პოლარული კოვალენტური ბმები. რაც უფრო მცირეა განსხვავება ქიმიურ ბმას ატომების ელექტრონეგატიურობაში, მით უფრო დაბალია ამ ბმის იონურობის ხარისხი. ატომების ელექტრონეგატიურობის ნულოვანი განსხვავება მიუთითებს მათ მიერ წარმოქმნილ ბმაში იონური ხასიათის არარსებობაზე, ანუ მის სუფთა კოვალენტურობაზე.

ქიმიური ბმის პოლარობა, მოლეკულების და იონების პოლარობა
ქიმიური ბმების პოლარობა, ქიმიური ბმის მახასიათებელი, რომელიც აჩვენებს ელექტრონის სიმკვრივის გადანაწილებას ბირთვებთან ახლოს სივრცეში, ამ სიმკვრივის საწყის განაწილებასთან შედარებით ნეიტრალურ ატომებში, რომლებიც ქმნიან ამ კავშირს.

თითქმის ყველა ქიმიური ბმა, გარდა დიატომური ჰომობირთვული მოლეკულების ბმებისა, ამა თუ იმ ხარისხით პოლარულია. ჩვეულებრივ, კოვალენტური ბმები სუსტად პოლარულია, იონური ბმები ძლიერ პოლარული.

Მაგალითად:
კოვალენტური არაპოლარული: Cl2, O2, N2, H2, Br2

კოვალენტური პოლარული: H2O, SO2, HCl, NH3 და ა.შ.

ბრინჯი. 32. პოლარული და არაპოლარული მოლეკულების სქემები: ა - პოლარული მოლეკულა; b-არაპოლარული მოლეკულა

ნებისმიერ მოლეკულაში არის როგორც დადებითად დამუხტული ნაწილაკები - ატომების ბირთვები, ასევე უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები - ელექტრონები. თითოეული სახის ნაწილაკებისთვის (უფრო სწორად, მუხტებისთვის) შეიძლება იპოვოთ წერტილი, რომელიც იქნება, თითქოს, მათი "სიმძიმის ელექტრული ცენტრი". ამ წერტილებს მოლეკულის პოლუსებს უწოდებენ. თუ მოლეკულაში დადებითი და უარყოფითი მუხტების სიმძიმის ელექტრული ცენტრები ემთხვევა, მოლეკულა იქნება არაპოლარული. ასეთია, მაგალითად, იდენტური ატომებით წარმოქმნილი H 2 და N 2 მოლეკულები, რომლებშიც ელექტრონების საერთო წყვილი თანაბრად ეკუთვნის ორივე ატომს, ისევე როგორც მრავალი სიმეტრიულად აგებული მოლეკულა ატომური ბმებით, მაგალითად, მეთანი CH 4, CCl 4 ტეტრაქლორიდი. .

მაგრამ თუ მოლეკულა აგებულია ასიმეტრიულად, მაგალითად, ის შედგება ორი ჰეტეროგენული ატომისგან, როგორც უკვე ვთქვით, ელექტრონების საერთო წყვილი შეიძლება მეტ-ნაკლებად გადაინაცვლოს.ერთ-ერთი ატომი. ცხადია, ამ შემთხვევაში, მოლეკულის შიგნით დადებითი და უარყოფითი მუხტების არათანაბარი განაწილების გამო, მათი ელექტრული სიმძიმის ცენტრები არ დაემთხვევა და მიიღება პოლარული მოლეკულა (სურ. 32).

პოლარული მოლეკულები არის

პოლარული მოლეკულები დიპოლებია. ეს ტერმინი ზოგადად აღნიშნავს ნებისმიერ ელექტრულად ნეიტრალურ სისტემას, ანუ სისტემას, რომელიც შედგება დადებითი და უარყოფითი მუხტებისაგან, რომლებიც ნაწილდება ისე, რომ მათი ელექტრული სიმძიმის ცენტრები არ ემთხვევა ერთმანეთს.

ამ და სხვა მუხტების სიმძიმის ელექტრულ ცენტრებს შორის მანძილს (დიპოლის პოლუსებს შორის) დიპოლის სიგრძე ეწოდება. დიპოლის სიგრძე ახასიათებს მოლეკულის პოლარობის ხარისხს. ნათელია, რომ სხვადასხვა პოლარული მოლეკულებისთვის დიპოლის სიგრძე განსხვავებულია; რაც უფრო დიდია ის, მით უფრო გამოხატულია მოლეკულის პოლარობა.

ბრინჯი. 33. CO2 და CS2 მოლეკულების აგებულების სქემები

პრაქტიკაში, გარკვეული მოლეკულების პოლარობის ხარისხი განისაზღვრება m მოლეკულის ეგრეთ წოდებული დიპოლური მომენტის გაზომვით, რომელიც განისაზღვრება, როგორც დიპოლის სიგრძის ნამრავლი. ლმისი ბოძის ბრალდებით e:

t =ლ ე

დიპოლური მომენტების მნიშვნელობები დაკავშირებულია ნივთიერებების გარკვეულ თვისებებთან და შეიძლება განისაზღვროს ექსპერიმენტულად. Ბრძანების მაშტაბი თყოველთვის 10 -18, რადგან ელექტრული მუხტი

ტახტი არის 4.80 10 -10 ელექტროსტატიკური ერთეული, ხოლო დიპოლის სიგრძე არის იგივე რიგის მნიშვნელობა, როგორც მოლეკულის დიამეტრი, ანუ 10 -8. სმ.ქვემოთ მოცემულია ზოგიერთი არაორგანული ნივთიერების მოლეკულების დიპოლური მომენტები.

ზოგიერთი ნივთიერების დიპოლური მომენტები

თ 10 18

. . . .. …….. 0

წყალი……. 1.85

. . . ………..0

წყალბადის ქლორიდი ...... 1.04

ნახშირორჟანგი…….0

ბრომიდი. …… 0.79

ნახშირბადის დისულფიდი…………0

წყალბადის იოდიდი……….. 0.38

წყალბადის სულფიდი………..1.1

ნახშირბადის მონოქსიდი……. 0,11

Გოგირდის დიოქსიდით. . . ……1.6

ჰიდროციანმჟავა……..2.1

დიპოლური მომენტების მნიშვნელობების განსაზღვრა საშუალებას გვაძლევს გამოვიტანოთ ბევრი საინტერესო დასკვნა სხვადასხვა მოლეკულების სტრუქტურასთან დაკავშირებით. მოდით შევხედოთ ზოგიერთ ამ აღმოჩენას.

ბრინჯი. 34. წყლის მოლეკულის აგებულების სქემა

როგორც მოსალოდნელი იყო, წყალბადის და აზოტის მოლეკულების დიპოლური მომენტები ნულის ტოლია; ამ ნივთიერებების მოლეკულებისიმეტრიულია და, შესაბამისად, მათში ელექტრული მუხტები თანაბრად ნაწილდება. ნახშირორჟანგსა და ნახშირბადის დისულფიდში პოლარობის არარსებობა აჩვენებს, რომ მათი მოლეკულები ასევე სიმეტრიულადაა აგებული. ამ ნივთიერებების მოლეკულების სტრუქტურა სქემატურად არის ნაჩვენები ნახ. 33.

გარკვეულწილად მოულოდნელია წყლის მახლობლად საკმაოდ დიდი დიპოლური მომენტის არსებობა. ვინაიდან წყლის ფორმულა ნახშირორჟანგის ფორმულების მსგავსია

და ნახშირბადის დისულფიდს, შეიძლება ველოდოთ, რომ მისი მოლეკულები ანალოგიურად იქნება აგებულისიმეტრიულად, CS 2 და CO 2 მოლეკულების მსგავსად.

თუმცა, წყლის მოლეკულების ექსპერიმენტულად დადგენილი პოლარობის (მოლეკულების პოლარობის) გათვალისწინებით, ეს ვარაუდი უნდა გაუქმდეს. ამჟამად წყლის მოლეკულას მიეკუთვნება ასიმეტრიული სტრუქტურა (ნახ. 34): წყალბადის ორი ატომი დაკავშირებულია ჟანგბადის ატომთან ისე, რომ მათი ბმები ქმნიან დაახლოებით 105 ° კუთხეს. ატომური ბირთვების მსგავსი განლაგება არსებობს იმავე ტიპის სხვა მოლეკულებში (H 2 S, SO 2), რომლებსაც აქვთ დიპოლური მომენტები.

წყლის მოლეკულების პოლარობა ხსნის მის ფიზიკურ თვისებებს.