Полярность связи, дипольный момент и процентный ионный характер

Тип химических связей, будь то неполярные ковалентные, полярные ковалентные или ионные связи, в значительной степени определяется разницей в электроотрицательности между атомами, образующими связь, и длиной их связи. В броме связь между двумя атомами брома неполярная, так как разница в электроотрицательности между ними равна нулю. В бромистом водороде связь является полярной ковалентной, поскольку более электроотрицательный бром оттягивает электронную плотность от менее электроотрицательного атома водорода.

В бромиде калия связь является ионной из-за большой разницы в электроотрицательности, что приводит к полному переносу электрона от калия к бромиду. Когда две одинаково, но противоположно заряженные частицы разделены расстоянием, образуется диполь. Количественная мера диполя называется дипольным моментом, обозначаемым буквой мю, который является произведением величины зарядов Q, выраженной в кулонах, и расстояния между зарядами r, выраженного в метрах.

Дипольный момент выражен в единицах Дебая, где один Дебай равен 3, 34 x 10^30 Кулон-метров. Является ли соединение полярным, ковалентным или ионным, можно определить, вычислив процент ионного характера, который представляет собой отношение измеренного дипольного момента связи к дипольному моменту, предполагая полный перенос электрона. Связи с ионным характером более 50%считаются ионными.

Рассмотрим фтороводород, в котором атомы водорода и фтора разделены расстоянием 92 пикометров. Если связь ионная, дипольный момент рассчитывается с предположением полного переноса электрона. Заряд электрона умножается на расстояние между атомами, и полученное значение делится на один Дебай, что дает дипольный момент 4, 41 Дебая.

Однако экспериментально измеренный дипольный момент фтористого водорода составляет 1, 18 Дебая. Следовательно, для определения процента ионного характера фтороводорода измеренное значение 1, 18 Дебая делится на 4, 41 Дебая, что дает процент ионного характера, равный 41%Поскольку процент ионного характера фтороводорода составляет менее 50%это полярная ковалентная связь.