Задание № 2 Строение атома. Химическая связь Молекулы H2O и CO2 содержат по две полярные связи каждая. Почему молекула H2O полярна, а СO2 неполярна? Используя метод валентных связей, составьте схемы строения данных молекул. (Решение → 12423)

Заказ №38757

Задание № 2 Строение атома. Химическая связь Молекулы H2O и CO2 содержат по две полярные связи каждая. Почему молекула H2O полярна, а СO2 неполярна? Используя метод валентных связей, составьте схемы строения данных молекул.

Решение: Разновидность ковалентной связи, образованной одинаковыми атомами, называют неполярной (H-H, Cl-Cl, F-F), а образованной разными атомами — полярной (H-Cl, H-F). Полярность ковалентной связи определяется степенью смещения общей электронной пары к одному из атомов. Полярность зависит от разности электроотрицательности образующих ее атомов. Вследствие смещения общей электронной пары на атомах возникают частичные заряды. Атом, от которого смещается электронная пара, приобретает частичный или эффективный положительный заряд d+ (дельта плюс), а атом, к которому смещены электроны связи — частичный (эффективный) отрицательный заряд d— (дельта минус). Чем полярнее связь, тем больше абсолютные значения эффективных зарядов на атомах. Так, в молекуле HF эффективный заряд на атоме водорода равен +0,43 (соответственно заряд на атоме фтора равен – 0,43); в молекуле HCl эффективные заряды составляют величины +0,18 (H) и –0,18 (Cl), т.е. HF — более полярная молекула. Полярность двуатомных молекул совпадает с полярностью связи. Полярность более сложных по составу молекул является векторной суммой полярностей всех связей. В линейных (CO2) или высоко симметричных (CH4, CCl4) молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают, и молекула в целом неполярна. Угловые (например, H2O, H2S, SO2) и пирамидальные (NH3, NF3) молекулы полярны. 1)Химические связи между атомами углерода и кислорода в диоксиде углерода полярны, так как эти элементы имеют различную электроотрицательность: 2,5 (С) и 3,5 (О). Неподелённых электронных пар на валентном уровне у атома углерода нет (: О ::С:: О :), поэтому молекула имеет линейную форму, валентный угол равен 180°. Дипольные моменты отдельных связей направлены в противоположные стороны, поэтому суммарный дипольный момент равен нулю, то есть в целом молекула СО2 неполярна, хотя отдельные связи полярны. 2) Связи Н–О в молекуле воды также полярны, так как эти элементы отличаются своей электроотрицательностью: 2,1 (Н) и 3,5 (О). Но центральный атом (атом кислорода), в отличие от предыдущего примера, имеет на валентном уровне две неподеленные электронные пары,поэтому молекула имеет угловую форму (угол Н–О–Н равен 104,5°). Поскольку дипольные моменты отдельных связей направлены под углом, то при их сложении по правилу параллелограмма суммарный дипольный момент не равен нулю. Поэтому молекула воды полярна. Схема строения молекулы Н2О методом ВС: Молекула воды состоит из одного атома кислорода, связанного ковалентной связью с двумя атомами водорода H2O (формула воды). В молекуле воды центральный атом - атом кислорода. Энергетическая диаграмма атома кислорода: Два неспаренных р-электрона атома кислорода О очень реакционноспособны. Они всегда готовы образовать химические связи с двумя s-электронами атомов водорода. Рис. Перекрывание р-орбиталей кислорода с s-орбиталями двух атомов водорода (рисунок справа):

Задание № 2 Строение атома. Химическая связь Молекулы H2O и CO2 содержат по две полярные связи каждая. Почему молекула H2O полярна, а СO2 неполярна? Используя метод валентных связей, составьте схемы строения данных молекул.

Задание № 2 Строение атома. Химическая связь Молекулы H2O и CO2 содержат по две полярные связи каждая. Почему молекула H2O полярна, а СO2 неполярна? Используя метод валентных связей, составьте схемы строения данных молекул.