10.4
В ковалентной связи, такой как у плавиковой кислоты, электроны притягиваются к более электроотрицательному атому, на что указывает частичный заряд. Такие связи называются полярными связями. Разделение зарядов создает вектор, называемый дипольным моментом связи, который обозначается греческой буквой мю.
Его значение является произведением величины частичных зарядов на расстояние между ними. Вектор направлен от менее электроотрицательного атома к более электроотрицательному атому и указывает дипольный момент связи. Его длина пропорциональна разнице электроотрицательностей между двумя атомами.
Большинство двухатомных молекул, содержащих атомы различных элементов, имеют дипольные моменты и, следовательно, являются полярными молекулами. Карты электростатического потенциала указывают области с высокой и низкой электронной плотностью в соединении красным и синим цветом соответственно. Цвета между ними обозначают умеренную электронную плотность.
В многоатомных соединениях общий дипольный момент определяется дипольными моментами отдельных связей и геометрией соединения. Рассмотрим молекулу воды с двумя полярными связями. Она имеет изогнутую форму и представляет собой полярную молекулу.
Напротив, молекула диоксида углерода линейна. Две связи углерод-кислород полярны, но ориентированы в противоположных направлениях, компенсируя дипольный момент друг друга и делая всю молекулу неполярной. Молекулы карбонилсульфида также линейны.
Однако дипольные моменты связей углерод-кислород и углерод-сера не компенсируют друг друга, и молекула имеет суммарный дипольный момент. Трифторид бора представляет собой плоское треугольное соединение. Дипольные моменты связей бор-фтор компенсируют друг друга из-за симметрии молекулы, и соединение неполярно.
Однако дипольные моменты трех полярных связей в треугольно-пирамидальных молекулах трихлорида фосфора не компенсируют друг друга, что делает его полярным соединением. Тетрафторметан представляет собой тетраэдрическую молекулу, которая неполярна, поскольку дипольные моменты четырех идентичных полярных связей компенсируют друг друга. Фторметан также представляет собой тетраэдрическую молекулу.
Однако он обладает чистым дипольным моментом, так как связь C-F имеет больший дипольный момент по сравнению с связями C-H, и дипольные моменты связей не компенсируют друг друга. В электрическом поле полярные молекулы ориентируют положительный конец по направлению к отрицательной пластине, а отрицательный конец к положительной пластине. Напротив, неполярные молекулы не подвержены влиянию электрического поля.
Как правило, полярные растворители растворяют полярные вещества, а неполярные растворители растворяют растворенные вещества, поскольку сходные типы молекул имеют тенденцию к взаимодействию. Вода полярна и легко растворяет полярные соединения, такие как сахароза, широко известная как столовый сахар. Нефть неполярна и не смешивается с водой.
Полярные ковалентные связи соединяют два атома с различными электроотрицательностями, оставляя один атом с частичным положит…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.