Полярность химической связи, полярность молекул и ионов.

Вопрос №1. Электроотрицательность. Относительная электроотрицательность. Полярность химической связи, полярность молекул и ионов.

Электроотрицательность (χ) — фундаментальное химическое свойство атома, количественная характеристика способности атома в молекуле смещать к себе общие электронные пары.

Современное понятие об электроотрицательности атомов было введено американским химиком Л. Полингом. Л. Полинг использовал понятие электроотрицательности для объяснения того факта, что энергия гетероатомной связи A—B (A, B — символы любых химических элементов) в общем случае больше среднего геометрического значения гомоатомных связей A—A и B—B.

Самое выское значение ЭО у фтора,а самое низкое у цезия.

Теоретическое определение электроотрицательности было предложено американским физиком Р. Малликеном. Исходя из очевидного положения о том, что способность атома в молекуле притягивать к себе электронный заряд зависит от энергии ионизации атома и его сродства к электрону, Р. Малликен ввёл представление об электроотрицательности атома А как о средней величине энергии связи наружных электронов при ионизации валентных состояний (например, от А− до А+) и на этой основе предложил очень простое соотношение для электроотрицательности атома:

где J₁^A и ε^А — соответственно энергия ионизации атома и его сродство к электрону.

Строго говоря, элементу нельзя приписать постоянную электроотрицательность. Электроотрицательность атома зависит от многих факторов, в частности, от валентного состояния атома, формальной степени окисления, координационного числа, природы лигандов, составляющих окружение атома в молекулярной системе, и от некоторых других. Электроотрицательность всегда остаётся необходимой для качественного описания и предсказания природы связей в молекулярной системе.

Полярность химической связи, полярность молекул и ионов.

Полярность связана с дипольным моментом. Проявляется в результате смещения общей электронной пары к одному из атомов.Полярность так же зависит от разности электроотрицательности связываемых атомов.Чем выше значение э.о. двух атомов,тем более полярной является хим.связь между ними.В зависимости от того,как происходит перераспределение электронной плотности при образовании химической связи,различают несколько ее типов.Предельный случай поляризации хим.связи – полный переход от одного атома к другому.

При этом образуется два иона, между которыми возникает ионная связь. Для того, чтобы два атома смогли создать ионную связь ,необходимо, чтобы их э.о. очень сильно различались.Если э.о. равны,то образуется неполярная ковалентная связь.Чаще всего встречается полярная ковалентная связь (она образуется между любыми атомами,имеющими разное значение э.о.).

Количественной оценкой полярности связи могут служить эффективные заряды атомов. Эффективный заряд атома характерезует разность между числом электронов, принадлежащих данному атому в химическом соединении и числом электронов свободного атома. Атом более электроотрицательного элемента притягивает электроны сильнее, поэтому электроны оказываются ближе к нему, а он получает некоторый отрицательный заряд, который называют эффективным. У его партнера появляется такой же положительный эффективный заряд. В случае если электроны,образующие связь между атомами, принадлежат им в равной степени, эффективные заряды равны нулю.

Для двухатомных молекул охарактеризовать полярность связи и определить эффективные заряды атомов можно на основе измерения дипольного момента (M=q*r , где q-заряд полюса диполя, равный для двухатомной молекулы эффективному заряду, r-межъядерное расстояние). Диполный момент связи является векторной величиной. Он направлен от положительно заряженной части молекулы к ее отрицательной части. Эффективный заряд атома элемента не совпадает со степенью окисления.

Полярность молекул в значительной мере определяет свойства веществ. Полярные молекулы поворачиваются друг к другу разноимённо заряженными полюсами, и между ними возникает взаимное притяжение. Поэтому вещества, образованные полярными молекулами, имеют более высокие температуры плавления и кипения, чем вещества, молекулы которых неполярны.

Жидкости, молекулы которых полярны, имеют более высокую растворяющую способность. При этом чем больше полярность молекул растворителя, тем выше растворимость в ней полярных или ионных соединений. Эта зависимость объясняется тем, что полярные молекулы растворителя за счет диполь-дипольного или ион-дипольного взаимодействия с растворяемым веществом способствуют распаду растворяемого вещества на ионы. Например, раствор хлороводорода в воде, молекулы которой полярны, хорошо проводит электрический ток. Раствор хлороводорода в бензоле не обладает заметной электропроводностью. Это указывает на отсутствие ионизации хлороводорода в бензольном растворе, так как молекулы бензола неполярны.

Ионы, подобно электрическому полю, оказывают поляризующее действие друг на друга. При встрече двух ионов происходит их взаимная поляризация, т.е. смещение электронов внешних слоев относительно ядер. Взаимная поляризация ионов зависит от зарядов ядра и иона, радиуса иона и других факторов.