Дипольный момент молекулы и связи
Кроме того, на величину дипольного момента молекулы могут влиять магнитные поля орбиталей, содержащих электронную пару,- "неподеленные" электроны. Большое влияние на полярность молекулы оказывает ее симметрия.
Например, молекула метана CH4 обладает высокой степенью симметрии (центрированный тетраэдр), и поэтому векторная сумма дипольных моментов связей (m=0,4D) равна нулю:
Smсв=0
Если заменить водородные атомы на атомы хлора и получить молекулу CCl4, у которой дипольный момент связи m=2,05D, те в пять раз больший, чем для C-H, то результат останется прежним, так как молекула CCl4 обладает таким же строением.
рис.2. схема строения молекулы СО2
Связь С=О обладает дипольным моментом 2,7D, однако линейная молекула СО2
Является неполярной до тех пор, пока ее структура не исказится под действием других молекул(напр, Н2О).Структура линейной молекулы СО2, в которой атом углерода гибридизирован частично: 2s22p2 2s12p3 2q22p2 ,представлена на рис.2. Дипольные моменты связей, обладая различными знаками, дают общий депольный момент, равный нулю:
Smсв=0.
Таким образом, полярность молекул определяется довольно сложно, так как она учитывает все взаимодействия, которые могут возникнуть в такой сложной структуре, как молекула. Кроме того, ”полярность” молекулы не определяется лишь величиной дипольного момента, а зависит также от размеров и конфигурации молекул. Например, молекула воды более резко проявляет свои полярные свойства (образование гидратов, растворимость и т.д.), чем молекула этилового спирта, хотя дипольные моменты у них почти одинаковые (mн2о=1,84D; mс2н5он=1,70D).
Значения дипольных моментов для некоторых полярных молекул:
|
молекула | m |
молекула | m |
молекула | m |
молекула | m |
молекула | m |
|
Н2 | 0 |
HF |
1,82 |
Н2О |
1,84 |
CO2 |
0 |
CH4;CCl4 |
0 |
|
О2 | 0 |
HCl |
1,07 |
Н2S |
0,93 |
SO2 |
1,61 |
CH3Cl |
1,86 |
|
N2 | 0 |
HBr |
0,79 |
NН3 |
1,46 |
SO3 |
0 |
CH2Cl2 |
1,57 |
|
Cl2 | 0 |
HI |
0,38 |
PН3 |
0,55 |
SF6 |
0 |
CHCl3 |
1,15 |