7.1: Водневий зв'язок та властивості води

Last updated
Save as PDF

Page ID: 17946

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

Вода є дивовижним розчинником і має чудові фізичні та хімічні властивості, які роблять її необхідним інгредієнтом для життя, як ми її знаємо. Особливі властивості води походять від того, що елементи водень і кисень мають різну електронегативність. У главі 3 ми дізналися, що ковалентні зв'язки, що утворюються між атомами різної електронегативності, поляризовані. Оскільки електронегативність - це міра того, наскільки сильно даний атом притягує електрони до себе, атом в ковалентному зв'язку з найвищою електронегативністю буде схильний тягнути зв'язкові електрони до себе, що призводить до зв'язку, який є багатим електроном на одному кінці і бідним електроном на іншому. Ковалентні зв'язки, які поляризовані, як кажуть, мають диполь, де термін дипольний момент відноситься до напрямку та величини поділу заряду.

Розглянемо воду. Електронегативність водню і кисню складають 2,20 і 3,44 відповідно. Це означає, що в кожному ковалентному зв'язку електрони будуть притягуватися до кисню, залишаючи бідним електроном водню. У главі 3 ми використовували розрахункову карту електростатичного потенціалу для візуалізації електронної щільності навколо молекул. Карта для води показана ліворуч і забарвлена червоним кольором для позначення високої щільності електронів, а синім - для показу бідних електронів областей. Оскільки електрони несуть негативний заряд, це також означає, що червоні області молекули є аніонними (негативними) і що сині області є катіонними (позитивними).