9.16: Полярність Бонда

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19168

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Що змушує людей ділитися?

Ви коли-небудь проводили час з кимось, кого ви дійсно не любили? Ви не мали з ними нічого спільного і не хотіли мати до них ніякого відношення. З іншого боку, є люди, з якими вам подобається бути. У вас багато спільного і любите ділитися з ними. Атоми працюють так само. Якщо є сильні відмінності в їх тяжінні електронів, один атом отримує електрони, а інший атом втрачає їх. Якщо вони схожі, вони поділяють електрони, утворюючи ковалентний зв'язок.

Полярність облігацій

Електронегативність визначається як здатність атома притягувати електрони, коли атоми знаходяться в з'єднанні. Електронегативність елементів наведені в таблиці Менделєєва нижче.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Електронегативність елементів. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Ступінь, до якої даний зв'язок є іонним або ковалентним, визначається шляхом обчислення різниці електронегативності між двома атомами, що беруть участь в зв'язку.

Як приклад розглянемо зв'язок, що виникає між атомом калію і атомом фтору. Використовуючи таблицю, різниця в електронегативності дорівнює\(4.0 - 0.8 = 3.2\). Оскільки різниця в електронегативності відносно велика, зв'язок між двома атомами є іонною. Оскільки атом фтору має набагато більшу привабливість для електронів, ніж атом калію, валентний електрон від атома калію повністю передається атому фтору. На діаграмі нижче показано, як різниця в електронегативності відноситься до іонного або ковалентного характеру хімічного зв'язку.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Тип Бонда прогнозується на різниці електронегативності двох елементів, що беруть участь у зв'язку. (Кредит: Захарі Вілсон; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Неполярні ковалентні зв'язки

Зв'язок, в якій різниця електронегативності менше 1,7, вважається здебільшого ковалентною за характером. Однак на даний момент нам потрібно розрізняти два загальних типи ковалентних зв'язків. Неполярний ковалентний зв'язок - це ковалентний зв'язок, в якій електрони зв'язку поділяються порівну між двома атомами. У неполярному ковалентному зв'язку розподіл електричного заряду збалансований між двома атомами.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): неполярний ковалентний зв'язок - це той, в якому розподіл електронної щільності між двома атомами дорівнює. (Кредит: Jodi So; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Два атоми хлору поділяють пару електронів в одному ковалентному зв'язку однаково, а електронна щільність, що оточує\(\ce{Cl_2}\) молекулу, симетрична. Зверніть увагу, що молекули, в яких різниця електронегативності дуже мала (<0,4), також вважаються неполярними ковалентними. Прикладом може бути зв'язок між хлором і бромом (\(\Delta\)EN\(=3.0 - 2.8 = 0.2\)).

Полярні ковалентні зв'язки

Зв'язок, в якій різниця електронегативності між атомами становить від 0,4 до 1,7, називається полярним ковалентним зв'язком. Полярний ковалентний зв'язок - це ковалентний зв'язок, в якій атоми мають нерівне тяжіння для електронів, і тому поділ нерівний. У полярному ковалентному зв'язку, іноді просто званому полярним зв'язком, розподіл електронів навколо молекули вже не симетричний.

Малюнок\(\PageIndex{5}\): У полярному ковалентному\(\ce{HF}\) зв'язку електронна щільність розподілена нерівномірно. Існує більша щільність (червона) біля атома фтору, а менша щільність (синя) біля атома водню. (Кредит: Бен Міллс (Вікімедіа: Benjah-bmm27); Джерело: Вікісховище Wikimedia, фтористий водню elpot прозорі 3D-кулі (відкривається в новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: Громадське надбання)

Простий спосіб проілюструвати нерівномірний розподіл електронів у полярному ковалентному зв'язку - використовувати грецьку букву дельта\(\left( \delta \right)\).

Малюнок\(\PageIndex{6}\): Використання\(\delta\) для позначення часткового заряду. (Кредит: Joy Sheng; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Атом з більшою електронегативністю набуває частковий негативний заряд, в той час як атом з меншою електронегативністю набуває частковий позитивний заряд. Символ дельта використовується для позначення того, що кількість заряду менше одиниці. Схрещена стрілка також може використовуватися для позначення напрямку більшої електронної щільності.

Малюнок\(\PageIndex{7}\): Використання перехрещеної стрілки для позначення полярності. (Кредит: Joy Sheng
Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Симуляція

Якби не наше розуміння полярності зв'язків, у нас був би дуже важкий час чищення одягу. Використовуйте це моделювання, щоб зрозуміти, як унікальна полярність молекул мила допомагає очистити наш одяг!

Резюме

Електронегативність атома визначає, наскільки сильно він притягує до себе електрони.
На полярність зв'язку впливають значення електронегативності двох атомів, що беруть участь у цьому зв'язку.

Рецензія

Якщо два атоми, пов'язані між собою, мають різницю електронегативності 1,9, який тип зв'язку?
Яким буде тип облігації для BH ₂?
Ваш друг каже вам, що зв'язок LiF є ковалентною. Чи правильно вони? Чому чи чому ні.