Дипольдық момент. Поляризациялау

Жоспар
Кіріспе

Жоспар:
I. Кіріспе.
a) Дипольдық момент.
b) Поляризациялау.
II. Негізгі бөлім.
a) Химиялық байланыс.
b) Диссоциациялау энергиясы.
III. Қорытынды.
a) Тепе . теңдік конфигурациясы.

Электрон тығыздығының таралуына сай молекулалар: полюсті және полюссіз болып екіге бөлінеді. Полюссіз молекулалардың мысалы ретінде бірдей атомдардан тұратын H2, F2, Cl2, Br2, N2, O2 және т.б. молекулаларды айтуға болады. Аталған молекулалардағы электрон тығыздығы екі атомның екеуіне де біркелкі таралған. Ал енді сутек фториді НҒ молекуласын алатын болсақ, ондағы электрон тығыздығының таралуы біркелкі емес. Байланыстырушы электрон бұлты фтор атомына қарайығысқан. Сол себептен фтор атомында артық теріс, ал сутек атомында артық оң заряд пайда болады. Сутек фториді сияқты бір бөлігінде артық оң, ал екінші бөлігінде артық теріс заряд жинақталған молекулалар полюсті молекулалар деп аталады. Полюсті молекулалардың таңбалары қарама – қарсы, бірақ шамалары бірдей, бірінен – бірі белгілі қашықтықта орналасқан зарядтардан (+δжәне-δ) құралған диполь деп қарастыруға болады.
–

l -q +q
a. б . l

1 – сурет . полюссіз (а) және полюсті (б) молекулалар.

Зарядтардың арақашықтығы диполь ұзындығы деп аталады. Молекуланың полюстігі оның диполь моментімен сипатталады. Молекуланың диполь моменті μ диполь ұзындығы l мен заряд шамасы δ –ның көбейтіндісіне тең,

μ= l∙δ

Диполь ұзындығы шамамен 10-8 см, ал электронның заряды 4,8 ∙10-10 эл. ст. бірлікке тең, демек, диполь моментінің шамасы 10-18 маңында болады. Бұл шама бір дебай деп аталып, Д әріпі арқылы белгіленеді. Полюссіз молекулалардың диполь моменті нөлге тең, ал полюсті молекулалардікі нөлден үлкен. Кестеде кейбір молекулалардың диполь моменті келтірілген.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
I. Кіріспе.
a) Дипольдық момент.
b) Поляризациялау.
II. Негізгі бөлім.
a) Химиялық байланыс.
b) Диссоциациялау энергиясы.
III. Қорытынды.
a) Тепе - теңдік конфигурациясы.

Электрон тығыздығының таралуына сай молекулалар: полюсті және полюссіз болып екіге бөлінеді. Полюссіз молекулалардың мысалы ретінде бірдей атомдардан тұратын H2, F2, Cl2, Br2, N2, O2 және т.б. молекулаларды айтуға болады. Аталған молекулалардағы электрон тығыздығы екі атомның екеуіне де біркелкі таралған. Ал енді сутек фториді НҒ молекуласын алатын болсақ, ондағы электрон тығыздығының таралуы біркелкі емес. Байланыстырушы электрон бұлты фтор атомына қарайығысқан. Сол себептен фтор атомында артық теріс, ал сутек атомында артық оң заряд пайда болады. Сутек фториді сияқты бір бөлігінде артық оң, ал екінші бөлігінде артық теріс заряд жинақталған молекулалар полюсті молекулалар деп аталады. Полюсті молекулалардың таңбалары қарама - қарсы, бірақ шамалары бірдей, бірінен - бірі белгілі қашықтықта орналасқан зарядтардан (+δжәне-δ) құралған диполь деп қарастыруға болады.
+
-
- +
+-
-
l -q +q
a. б . l

1 - сурет . полюссіз (а) және полюсті (б) молекулалар.

Зарядтардың арақашықтығы диполь ұзындығы деп аталады. Молекуланың полюстігі оның диполь моментімен сипатталады. Молекуланың диполь моменті μ диполь ұзындығы l мен заряд шамасы δ - ның көбейтіндісіне тең,

μ= l∙δ

Диполь ұзындығы шамамен 10-8 см, ал электронның заряды 4,8 ∙10-10 эл. ст. бірлікке тең, демек, диполь моментінің шамасы 10-18 маңында болады. Бұл шама бір дебай деп аталып, Д әріпі арқылы белгіленеді. Полюссіз молекулалардың диполь моменті нөлге тең, ал полюсті молекулалардікі нөлден үлкен. Кестеде кейбір молекулалардың диполь моменті келтірілген.

Молекулалар
Диполь моменті (Дебай)
H2
HI
HCl
CO2
H2O
0
0,4
1,04
0
1,84
Екі атомды молекулалардың диполь моменті ондағы байланыстың диполь моментімен анықталады. Мысалы, екі атомды сутек молекуласындағы байланыс полюссіз, оның диполь моменті нөлге тең. Ал сутек хлоридінде байланыс полюсті байланыс, оның диполь моменті 1,04 Д, осыған орай HCl да полюсті молекула және оның диполь моменті байланыстың диполь моментіне тең. Көп атомнан тұратын молекулалардың диполь моменті молекуладағы жеке байланыстардың диполь моменттерінің геометриялық қосындысына тең. Мысалы: үш атомнан тұратын CO2 молекуласындағы жеке C - O байланыстарының диполь моментері 2,7 Д, бірақ осыған қарамастан молекуланың диполь моменті, нөлге тең, сондықтан молекула полюссіз. Мұның себебеі 2 - суреттен көруге болады.
O=C =O
μбайл μбайланыс

О С О
μмол=0 a)

2 - сурет. а) CO2 диполь моменті.

Диполь моменті - векторлық шама, ол оң полюстен теріс полюске қарай бағытталған. Мысалда C - O байланыстарының диполь моменттері көміртектен оттекке қарай бағытталған. CO2 молекуласы сызықтық молекула, ондағы C - O байланыстарының диполь моменттері шама жағынан біріне - бірі тең, бірақ, қарама - қарсы бағытталған. Қарама - қарсы бағытталған дипольдар бірін - бірі жойып, молекуланың диполь моменті нөлге тең болады, осының салдарынан молекула полюссіз. Енді үш атомнан тұратын, бірақ құрылысы бұрышты болып келетін су молекуласын қарастырамыз.

O
O
105[o] 105105105[o]

H
H
μб μ=1,51D
H
H
μ мол
б) μ мол.=1,84D
2 - сурет. б) H2O молекулаларының диполь моменті.

Су молекуласындағы Н - O байланыстарының диполь моменттері 1,51 Д және бұл байланыстар бірімен - бірі 105о бұрыш жасай орналасқан. Су молекуласының диполь моменті Н - O байланыстарының диполь моменттерінің геометриялық қосындысы сол вектордан құралған параллелограмманың диоганалына тең деген ереже бар. Енді осы ережеге сүйеніп су молекуласының диполь моментін есептесек ол 1,84 дебайға тең болады. Көп атомды молекулалардың диполь моменті ондағы байланыстардың полюстігімен анықталады.
Лездік және индукцияланған дипольдар. Молекуладағы электрондар мен ядролар үздіксіз қозғалыста болады, осыған орай электрон тығыздығының таралуы да үздіксіз өзгеріп отырады. Мысалы, хлор полюссіз молекула, оның тұрақты диполь моменті нөлге тең. Бірақ, электрондар мен ядролар үздіксіз қозғалыста болғандықтан, кейбір уақыт моменттерінде хлор атомдарының бірінде электрон тығыздығы артып лездік диполь түзіледі:
Cl+δ - Cl-δ не болмаса Cl+δ - Cl-δ . Лездік дипольдар үздіксіз түзіліп, үздіксіз жойылып тұрады, сондықтан да хлордың тәжірибе жүзінде анықталған диполь моменті нөлге тең.
Сыртқы электр өрісінің әсерінен полюссіз молекула полюстенеді, ал полюсті молекулалардың полюстігі одан ары артады. Басқаша айтқанда, сыртқы электр өрісінің әсерінен молекулада диполь пайда болады; мұндай дипольдар индукцияланған дипольдар деп аталады. Индукцияланған диполь сыртқы электр өрісі болғанда ғана болады, сырттан әсер ететін электр өрісі жойылғанда индукцияланған диполь да жойылады.
Химиялық қосылыстардың кейбір қасиеттерін поляризация құбылысы арқылы түсіндіру.
Химиялық қосылыстардың қасиеттерін екі тұрғыдан түсіндіріуге болады. Бір түрі нейтрал атомдарды негізге алып, олардың қосылуын, поляризациясын тексеру арқылы химиялық қосылыстың шын мәнін түсіндіруге болады. Шынында да поляризация құбылысы арқылы химиялық қосылыстардың негізгі қасиеттерінің (балқу, еруі, диссоциациялануы, ыдырауы, тотығуы, тотықсыздануы, қышқылдылығы, негізділігі, гидролизі, түсі т.б.) барлығын түсіндіруге болады. Поляризацияның қаншалықты маңызды құбылыс екендігін көрсету үшін химиялық қосылыстардың кейбір қасиеттеріне тоқтап, оларды иондардың поляризациясы тұрғысынан түсіндіреміз.
Қатты заттардың балқу температурасының жоғары не төмен болуы кристалдың ішіндегі иондардың біріне - бірінің тартылу күшіне тәуелді болады. Заттың балқуына иондардың поляризациясының әжептәуір ықпалы болады: мысалы, кристалдық құрылымы, катиондарының заряды бірдей және радиусы өте жақын NaCl (tб 800о) мен AgCl (tб 455о) алсақ, ол ықпал балқу температурасын төмендету жағына қарай екенін көреміз. Оның себебі күміс катионы 18 электронды, поляризациялағыштығы күшті катион болғандықтан, AgCl молекулалары едәуір деформацияланған, демек, оның балқуы да оңайырақ болады. Сонымен, химиялық қосылыстардың барлық сипаттамалары бірдей болған жағдайда, поляризациялағыш күші басым катионды қосылыстар оңайырақ балқиды. Кейде түссіз иондар бірін - бірі поляризациялау салдарынан түсті қосылыс түзеді. Мысалы, Hg2+ , O2- , I - иондары түссіз, бірақ сынап (ІІ) иодиді HgI2 - қызыл түсті, сыңап (ІІ) оксиді HgО - қызыл сары түсті. Заттың түсті болуын көпшілік жағдайда катионның поляризациялағыштығынан не анионның деформацияланғыштығынан деуге болады. Мысалы, галоген тұздарын алсақ, фторидтар мен хлоридтарда көбірек иодиттарда жиі кездеседі. Осы сияқты оксидтерге қарағанда, түсті сульфидтер көп, гидроксидтерге қарағанда түсті оксидтер көп. Катионның поляризациялағыштығы күшейгеннен химиялық қосылыстар түс пайда болуы ІV период элементтерінің оксидтерінен анық көрінеді.

K2O, CaO, ScO3, TiO2 V2O5, CrO3, Mn2O7 (Fe3O4)

түссіз қара қоңыр қызыл қою жасыл қара

Бұл жазылған оксидтердің аниондары бірдей, катиондардың электрон құрылымы да бірдей 288, бірақ катиондардың заряды өсуіде, онымен поляризациялағыштығы күшеюде, соған сәйкес оксидтерінің түсіде күшеюде.
Кейбір заттарды еріткенде, құрғақ күйде түссіз болса да, ерітіндісі түсті болып шығады. Мысалы, CuSO4 және CuF2 түссіз, ал ерітінділері көк түсті. Бұл арада түс пайда болуының себебі, поляризациялағыштығы күшті Cu2+ катионының жақын айналасындағы, деформациялануы қиын SO4 және F- иондарының орнына деформациялануы оңай су молекулаларының келуі, осыдан барып, CuSO4 ∙ 5H2O көк түсті.
Поляризациялауды күшейтумен қыздырудың пара - пар екендігі айтылған, сондықтан түссіз затты қыздырсақ, ол түсті болуы мүмкін, шынында да ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.