Реферат: Електричні властивості молекул. Поведінка речовини в зовнішньому електричному полі

Тоді Z_Pb * = 82 – 0,35 · 4 – 0,85 · 18 – 1 · 60 = 5,3.

Електровід’ємність. Полінг електровід’ємність визначив як здатність атома в молекулі притягувати електрони. Він (1952 р.) відмітив, що для будь-якої пари атомів АВ енергія простого зв’язку А–В, як правило більша, як середня енергія із енергій простих зв’язків А–А і В–В, тобто реакція

А₂ + В₂ ® 2АВ

завжди екзотермічна.

Це можна пояснити так: зв’язуючу молекулярну орбітель у молекулі АВ можно записати:

ψ = ψ_А + сψ_В ,

де ψ_A і ψ_B – атомні орбіталі; ψ – молекулярні орбіталі.

а) Якщо коефіцієнт c > 1, то молекулярна орбіталь більше сконцентрована у атома В, який із за цього набуває від’ємний заряд, а атом А, біля якого електронна енергія зменшилась, стає додатньо зарядженим. Таким чином, зв’язок АВ стає полярним: А⁺ –В^– .

б) Якщо c < 1, тоді А^– –В⁺ , тобто в молекулі виникає постійний дипольний момент μ_D = q · d¢ (q – величина заряду; d¢ – віддаль між зарядами.

Цей іонний характер зв’язку А–В збільшить його енергію порівняно з тим, що очікувалась у випадку чисто ковалентного зв’язку. Іонна складова ковалентного зв’язку позначається Δ (дельта):

Δ = Е(А–В) – [E(A–A) + E(B–B)],

де Е(А–В), Е(А–А), Е(В–В) – експериментально визначені енергії вказаних зв’язків.

Якщо кожному атому приписати коефіцієнт електровід’ємності х як міру його електровід’ємності, тоді різниця |x_A – x_B | повинна бути зв’язана з с і відповідно з Δ. Полінг запропонував співвідношення: |x_A – x_B | = 0,208ев. Далі він прийняв х_n = 2,1, що дало можливість визначити електровід’ємності інших елементів, якщо відомі енергії відповідних хімічних зв’язків. Маяликен (1934) запропонував іншу інтерпретацію електровід’ємності атома, в якій розглядається перехід електронів між атомами даної пари атомів АВ. Якщо електрон переходить від А до В з утворенням тонкої пари А⁺ В^– , це відповідає зміні енергії: І_А – Е_В . Аналогічно, якщо електрон повністю переходить від В до А з утворенням А^– В⁺ , зміна енергії рівня І_В – Е_А . Якщо електрону легше перейти від А до В, то енергія цього переходу повинна виражатись рівнянням:

І_А – Е_В < І_В – Е_А ,

І_А + Е_В < І_В + Е_А .

Маяликен вважав, що сума І + Е є мірою електровід’ємності атома. При відповідному коефіцієнті пропорційності коефіцієнти електровід’ємності в інтерпретації Маяликена добре погоджуються з величинами шкали Полінга.

Олрід і Рохав (1958) розглядають електровід’ємність атома як силу притягання між цим атомом і електроном, що знаходиться від ядра на віддалі ковалентного радіуса:

,

е – заряд електрона (4,80274 · 10^–10 ел-ст. д.);

– ефективний заряд ядра;

r – ковалентний радіус;

F – електростатична сила притягання.

F можна зв’язати з шкалою Полінга за допомогою рівняння:

,

r вимірюється в ангстремах (Å).

Приклад. Визначити коефіцієнт електровід’ємності Рb.

Z_Pb = 82: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p² ;

r_ковPb = 1,538Å;

Z_еф = 82 – (0,35 ´ число з n = 6) – (0,85 ´ число з n = 5) – (число з n < 4);