Неполярная и полярная ковалентная связь

Метод валентных связей позволяет объяснить полярность ковалентной связи. Если электроотрицательность атомов, образующих молекулу, одинакова или очень близка, то общая электронная пара располагается симметрично по отношению к обоим ядрам. Такая ковалентная связь называется неполярной, она существует в молекулах из двух одинаковых атомов, например, в молекуле Н₂.

Если электроотрицательность атомов различная, то электронная пара смещается в сторону более электроотрицательного атома. В этом случае центры (+) и (-) зарядов не совпадают, и возникает система (электрический диполь) из двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов (d+ и d-), которые называются эффективными. Расстояние (l), между которыми называют длиной диполя. Подобные ковалентные связи называют полярными. Степень полярности такой связи оценивается значением электрического момента диполя- m, равного произведению эффективного заряда на длину диполя

m=q·l

В системе СИ размерность электрического момента диполя Кл∙м. Иногда его выражают в дебаях: 1D = 3,33 10^-30 Кл∙м

Направлением электрического момента считают направление от отрицательного к положительному полюсу диполя.

Для неполярных молекул: m=q·l = 0

m(HCl)= 3,46* 10^-30 Кл∙м

m(HBr)=2,63* 10^-30 Кл∙м

m(HI)=1,67* 10^-30 Кл∙м

Полярность молекулы находится как сумма векторов электрических моментов связей. Так, например, молекула CO₂ не полярна, хотя полярна каждая связь C-O. Однако равные по величине электрические моменты диполя направлены в противоположные стороны и в итоге дают 0. Если разность электроотрицательностей (Dc) превышает 1,9, то образуется ионная связь – предельный случай ковалентной полярной связи. Её можно рассматривать как результат электростатического притяжения между разноименно заряженными ионами.

Ионная связь, в отличие от ковалентной, является ненаправленной, ненасыщенной, а координационные числа в ионных соединениях определяются соотношением радиусов взаимодействующих ионов. Например, в кристаллах NaCl связь является ионной.

20. Растворы и их природа. Способы выражения состава растворов (молярная концентрация, массовая доля растворенного вещества).

Растворы – это гомогенные (однофазные) химические системы переменного состава, образованные двумя или несколькими веществами. Жидкие растворы (в дальнейшем будем называть просто «растворы») состоят из жидкого растворителя (в неорганической химии чаще всего из воды) и одного или нескольких растворенных веществ, которые до смешения с растворителем могли быть твердыми, жидкими или газообразными. Далее будем рассматривать растворы с одним растворенным веществом.

Состав раствора определяется количествами растворенного вещества и растворителя. Различаютразбавленные и концентрированные растворы, которые содержат соответственно меньшее и большее количество растворенного вещества. Концентрированными растворами часто называют такие растворы, в которых количество растворенного вещества значительно превышает количество растворителя.

В неорганической химии для количественного выражения состава растворов используют массовую долю, молярную концентрацию и эквивалентную концентрацию. Все определения, приведенные ниже для водных растворов, легко распространить и на неводные растворы.

Массовая доля w_B растворенного вещества В – это отношение его массы m_в к сумме масс растворенного вещества и растворителя – воды (т.е. к массе раствора):

w_B= m_B / m_(р)= m_B / (m_B + m_воды) =

= m_B / {V_(p) ´ ρ_(р)} = m_B / (m_B +V_воды ´ ρ_воды),

где ρ_(р) – плотность раствора; V_(p) объем раствора; V_воды – объем воды и ρ_воды - плотность воды (можно принять, что при комнатной температуре ρ_воды равна 1 г/мл).

Раствор, в котором массовая доля растворенного вещества равна w_B(%), характеризуется тем же значением процентного содержания. Например, раствор с массовой долей хлороводорода w_HCl = 0,2 (т.е. 20%) может быть обозначен как 20%-ный раствор HCl (20-процентный раствор хлороводорода в воде).

21. Растворы неэлектролитов и их свойства. Закон Генри.

РАСТВОРЫНЕЭЛЕКТРОЛИТОВ, бинарные или многокомпонентные мол. системы, состав к-рых может изменяться непрерывным образом (по крайней мере, в нек-рых пределах). В отличие от растворов электролитов, в растворах неэлектролитов (мол. р-рах) заряженные частицы в сколько-нибудь заметных концентрациях отсутствуют. Растворы неэлектролитов могут быть твердыми, жидкими и газообразными. В данной статье рассматриваются жидкие р-ры; см. также Твердые растворы.

Закон Генри

Если растворенное вещество характеризуется большой упругостью пара по сравнению с упругостью пара растворителя (PB >> PA) и при этом оба компонента раствора химически инертны, то растворение такого газообразного вещества в жидкости подчиняется закону Генри: при постоянной температуре давление летучего (газообразного) компонента PB прямо пропорционально его мольной доле χB:

P_B = K_H χ(B)