Kako odrediti polaritet veze? Polaritet naprijed i natrag

Danas ćemo naučiti kako odrediti polaritet veze i zašto je to potrebno. Neka nam otkriti fizičko značenje količine koja se razmatra.

Kemija i fizika

Jednom davno, sve discipline posvećene proučavanju svijeta oko nas bile su ujedinjene jednom definicijom. A astronomi, alkemičari i biolozi bili su filozofi. Ali sada postoji stroga distribucija u svim područjima znanosti, a velika sveučilišta znaju točno što matematičari trebaju znati, a što - za lingviste. Međutim, u slučaju kemije i fizike nema jasne granice. Često, međusobno se međusobno prodiru, a događa se da idu paralelnim tečajevima. Napose, polaritet veze je kontroverzni objekt. Kako utvrditi je li ovo područje znanja povezano s fizikom ili kemijom? Prema formalnom pokazivanju - drugoj znanosti: sada učenici studiraju ovaj koncept kao dio kemije, ali bez znanja fizike ne mogu.

Struktura atoma

Da bismo razumjeli kako odrediti polarnost veze, prvo se moramo sjetiti kako atom djeluje. Krajem devetnaestog stoljeća bilo je poznato da je svaki atom općenito neutralan, ali sadrži različite optužbe u različitim okolnostima. Rezerfod je utvrdio da je u središtu bilo kojeg atoma teška i pozitivno nabijena jezgra. Napunjenost atomske jezgre je uvijek cijela, tj. Ona je +1, +2 i tako dalje. Oko jezgre nalazi se odgovarajući broj elektrona negativno nabijenih svjetlosti, čiji broj strogo odgovara nuklearnom naboju. To jest, ako je naboj jezgre +32, onda bi trebalo biti trideset dva elektrona. Zauzimaju određene položaje oko jezgre. Svaki je elektron, kao takav, "razmazan" oko jezgre u svojim orbitalima. Njegov oblik, položaj i udaljenost do jezgre određuju četiri kvantni brojevi.

Zašto polarizacija proizlazi?

Neutralni atom udaljen od drugih čestica (npr u dubokom prostora, Galaxy), sve simetrično u odnosu orbitalnog centra. Unatoč prilično kompliciranom obliku nekih od njih, orbite bilo kojeg dva elektrona ne presijecaju se u jednom atomu. Ali ako je naš odvojeno uzeti atom u vakuumu susreću na putu drugo (npr ući u oblak plina) a onda to želi komunicirati s njim valentni orbitale vanjskog elektrona u smjeru povući u susjednom atomu, spojiti s njom. Bit će zajednički elektronički oblak, novi kemijski spoj i posljedično polaritet veze. Kako odrediti koji će atom zauzimati veliki dio ukupnog elektroničkog oblaka, reći ćemo dalje.

Koje su kemijske veze

Ovisno o vrsti molekula koje međusobno djeluju, razlika u optužbama njihovih jezgara i sila koje proizlaze privlačnost, postoje sljedeće vrste kemijskih veza:

• jedan elektron;
• metal;
• kovalentna;
• ion;
• van der Waals;
• vodik;
• dva elektrona tri središta.

Kako bi se postavio pitanje kako odrediti polarnost veze u spoju, ona mora biti kovalentna ili ionska (kao na primjer NaCl sol). Općenito, ove dvije vrste komunikacije razlikuju se samo u tome koliko se elektronički oblak kreće prema jednom od atoma. Ako kovalentna veza nije formirana s dva identična atoma (na primjer, O₂), uvijek je polariziran. U ionskim vezama, pomak je jači. Vjeruje se da ionska veza dovodi do stvaranja iona, budući da jedan od atoma "preuzima" elektrone drugog.

No, u stvari, nema potpuno polarnih spojeva: samo jedan ion privlači zajednički elektronički oblak za sebe. Tako jaka da se preostali dio ravnoteže može zanemariti. Dakle, nadamo se, postalo je jasno da bi se utvrdilo na polove kovalentne veze mogu biti i polaritet Ionska veza nema smisla definirati. Iako je u ovom slučaju razlika između ove dvije vrste veza aproksimacija, model, a ne pravi fizički fenomen.

Određivanje polariteta veze

Nadam se da čitatelj je shvatio da je polaritet kemijskih veza - odstupanje od distribucije u prostoru ukupne oblaka elektrona iz ravnoteže. I raspodjela ravnoteže postoji u izoliranom atomu.

Metode za mjerenje polariteta

Kako odrediti polaritet veze? Ovo pitanje nije daleko od jednostavnog. Prije svega, valja reći da se simetrija elektronskog oblika polariziranog atoma razlikuje od sličnog neutralnog, spektar X-zraka također će se promijeniti. Dakle, pomicanje linija u spektru će dati ideju o polarnosti veze. A ako želite razumjeti kako točnije odrediti polarnost veze u molekuli, trebate znati ne samo emisiju ili apsorpcijski spektar. Potrebno je saznati:

• dimenzije atoma koji sudjeluju u vezi;
• naboj njihovih jezgri;
• kakve su veze stvorene na atomu prije pojave toga;
• koja je struktura cijele tvari;
• ako je struktura kristalna, kakvi nedostaci u njoj postoje i kako utječu na cijelu tvar.

Polaritet veze označava se kao gornji znak sljedećeg oblika: 0.17+ ili 0.3-. Također je vrijedno zapamtiti da iste vrste atoma imaju drugačiju polarnost veze u kombinaciji s različitim tvarima. Na primjer, u oksidnom BeO, kisik ima polarnost od 0,35 -, i u MgO - 0,42 -.

Polaritet atoma

Čitatelj također može postaviti takvo pitanje: "Kako odrediti polarnost kemijske veze, ako postoji toliko mnogo čimbenika?" Odgovor je jednostavan i složen. Kvantitativne mjere polariteta su definirane kao djelotvorne naboje atoma. Ova je razlika između napunjenosti elektrona koji se nalazi u određenom području i odgovarajuće regije jezgre. U cjelini, ova vrijednost dovoljno dobro pokazuje neku asimetriju oblaka elektrona, koja nastaje kada se formira kemijska veza. Problem leži u činjenici da bi se utvrdilo što je područje pronalaženje tom pogledu pripada elektrona (posebno u složenim molekulama) je gotovo nemoguće. Dakle, kao u slučaju razdvajanja kemijskih veza u ionske i kovalentne veze, znanstvenici se pribjegavaju pojednostavljenjima i modelima. Istodobno, ti čimbenici i vrijednosti koje utječu na rezultat su zanemarive.

Fizičko značenje polarnosti spoja

Što je fizičko značenje polariteta veze? Razmotrimo jedan primjer. Vodikov atom H ulazi u obje fluorovodične kiseline (HF) i klorovodične kiseline (HCl). Njegov polaritet u HF je 0.40 +, u HCl je 0.18+. To znači da je ukupni elektronički oblak znatno skloniji fluoru nego klori. To znači da je elektronegativnost atoma fluora puno jača od elektronske relativnosti atoma klora.

Polaritet atoma u molekuli

No, promišljeni čitatelj će se sjetiti da, osim jednostavnih spojeva u kojima su prisutni dva atoma, postoje i složenije. Na primjer, da bi se formirala jedna molekula sumporne kiseline (H₂SO₄), zahtijeva dva atoma vodika, jedan je sumpor i čak četiri kisika. Onda nastaje još jedno pitanje: kako odrediti najveću polarnost veze u molekuli? Za početak, moramo se sjetiti da svaka veza ima neku strukturu. To jest, sumporna kiselina nije akumulacija svih atoma u jednu veliku hrpicu, već određenu strukturu. Središnji atom sumpora pridružuje se četiri atoma kisika, što čini izgled križa. Na dvije suprotne strane atomi kisika pridružuju se sumporu dvostrukim vezama. Na ostalim dvjema stranama atomi kisika vezani su za sumpor pojedinačnim vezama i "zadržani" s druge strane vodikom. Tako, u molekuli sumpornu kiselinu postoje slijedeće veze:

• O-H;
• S-O;
• S = O.

Utvrdivši polaritet svakog od tih veza prema imeniku, može se pronaći najveći. Međutim, to je vrijedno pamćenja da ako na kraju dugog lanca atoma jako treba elektro elementa, može „povuci” elektron oblaci susjednih obveznica, povećavajući njihovu polarnost. U složenijoj strukturi od lanca, drugi učinci su sasvim mogući.

Zašto se polaritet molekule razlikuje od polariteta veze?

Kako odrediti polaritet veze, rekli smo. Kakvo je fizičko značenje koncepta, otkrili smo. Ali te riječi se također nalaze u drugim izrazima koji se odnose na ovaj dio kemije. Sigurno je da su čitatelji zainteresirani za međudjelovanje kemijskih veza i polariteta molekula. Odgovorimo: ti pojmovi međusobno se nadopunjuju i nemoguće su odvojeno. To mi pokazujemo na klasičnom primjeru vode.

U molekuli H₂O dvije identične H-O veze. Između njih je kut od 104,45 stupnjeva. Stoga je struktura vodene molekule nešto poput dvoslojnog čepa s vodikom na krajevima. Kisik je atom više elektronegativni, privlači elektronske oblake dvaju hidrogena. Dakle, s općom elektronskom neutralnošću, zubci vilica su malo pozitivniji, a tlo je nešto negativnije. Pojednostavljenje dovodi do činjenice da vodena molekula ima polove. Ovo se naziva polarnost molekule. Stoga, voda - dobro otapalo, razlika u troškovima omogućava molekulama da se malo odgoditi elektronske oblake drugih tvari rezanje kristala na molekuli, i molekulu - na atomima.

Da bi se razumjelo zašto su molekule u nedostatku naboja postoji polaritet, potrebno je imati na umu da je važno ne samo za kemijsku formulu tvari, ali i strukturi molekule, vrste i tipa linkove koji se pojavljuju u njemu, razlika u elektronegativnosti njegovih sastavnih atoma.

Potaknuta ili prisilna polariteta

Uz vlastitu polarnost, postoji i inducirana ili uzrokovana faktorima izvana. Ako molekula je djelovao vanjski elektromagnetsko polje, što je znatno postojeće unutar molekula snaga, ona je u stanju promijeniti konfiguraciju elektronskom oblaku. To jest, ako molekula kisika povuči oblake vodika u H₂O, a vanjsko polje surađuje s tom akcijom, zatim se polarizacija pojačava. Ako se čini da polje interferira s kisikom, polaritet veze se lagano smanjuje. Valja napomenuti da je potrebno puno napora da nekako utječe na polarnost molekula, a još više - da utječu na polarnost kemijske veze. Ovaj učinak postiže se samo u laboratorijima i prostornim procesima. Jedna obična mikrovalna pećnica samo pojačava amplitudu vibracija vode i masnih atoma. Ali to ni na koji način ne utječe na polarnost veze.

U tom slučaju je smjer polariteta

U vezi s terminom, koji smatramo, nemoguće je spomenuti, što je izravno i obrnuti polaritet. Ako govorimo o molekulama, polaritet ima plus znak ili minus znak. To znači da atom odustaje od svog elektronskog oblaka i tako postaje malo pozitivniji, ili, naprotiv, povlači oblak prema sebi i dobiva negativni naboj. I smjer polariteta ima smisla samo kad se naboj pomiče, to jest, kada struja teče kroz dirigent. Kao što je poznato, elektroni se kreću iz njihovog izvora (negativno naplaćeno) do mjesta privlačenja (pozitivno naplaćeno). Važno je podsjetiti da postoji teorija prema kojoj se elektroni zapravo kreću u suprotnom smjeru: od pozitivnog izvora do negativnog. Ali općenito nije važno, samo je činjenica njihova kretanja važna. Dakle, u nekim procesima, na primjer, kod zavarivanja metalnih dijelova važno je gdje su točno spojeni polovi. Stoga je važno znati kako je polaritet povezan: izravno ili u suprotnom smjeru. U nekim uređajima, čak i kućanskih aparata, to također važno.