TÉMA 7. Kötési dipólusmomentum. Molekulák dipólusmomentuma. Hidrogénkötés.

A kötési polaritás mértéke a dipólusmomentuma μ:
μ = e l,
ahol e – az elektron töltése, l – a pozitív és negatív töltések közötti távolság.

A dipólusmomentum vektoriális mennyiség. A "kötési dipólusmomentum" és a "molekuláris dipólusmomentum" fogalmak csak kétatomos molekulák esetében egyeznek meg. A molekuláris dipólusmomentum az összes kötési dipólusmomentum vektoriális összege. Így a többrészes molekula dipólusmomentuma függ a szerkezetétől.

A lineáris CO2 molekulában például mindkét C–O kötés poláris. Azonban a CO2 molekula összességében apoláris, mivel a kötési dipólusmomentumok kiegyenlítik egymást (5.4. ábra). A szén-dioxid molekula dipólusmomentuma m = 0.

A szögletes H2O molekulában a H–O polarizált kötések 104,5°-os szögben helyezkednek el. A két H–O kötés dipólusmomentumainak vektoriális összege a paralelogramma átlóját adja (5.4. ábra). Ennek eredményeként a vízmolekula dipólusmomentuma m nem nulla.

5.4. ábra. A CO2 és H2O molekulák dipólusmomentumai.

Példa 1. Határozza meg, melyik a következő molekulák közül poláris: F2, HF, BeF2, BF3, PF3, CF4.

Megoldás: A kétatomos molekulák, amelyek azonos atomokból állnak (F2) – apolárisak, míg a különböző atomokból állóak (HF) – polárisak. Három vagy több atomot tartalmazó molekulák polaritása a szerkezetüktől függ. A BeF2, BF3, CF4 molekulák szerkezete az atomorbitálék hibridizációjával magyarázható (sp-, sp2- és sp3-hibridizációval). Az E-F kötési dipólusmomentumok geometriai összege nullát ad, ezért ezek apolárisak.
A PF3 molekula kialakulásakor a foszfor atom három p-orbitálja átfedi a három fluor atom p-orbitáljait. Ennek eredményeként a molekula piramis alakú. Hasonló következtetésre juthatunk, ha az PF3 molekula szerkezetét az sp3-hibridizációval és az oszthatatlan elektronpárral magyarázzuk. A P-F kötések összesített dipólusmomentuma nem nulla, így a molekula poláris.

Példa 2. Jellemezze az oxigén és a szelén atomok valenciális lehetőségeit.

Megoldás: Az oxigén atom elektronformulája: 1s22s22p4. Ennek az atomnak a külső elektronhéján összesen hat elektron található, ebből kettő párosítatlan. Ezért az oxigén vegyületeiben kétszeres vegyértékű. Ez az oxigén atom egyetlen lehetséges vegyértéke, mivel a második periódus elemeinek nincs d-orbitáléjuk.
A negyedik periódusban lévő szelén atom külső elektronhéján az s- és p-orbitálokon kívül d-orbitálák is találhatóak, amelyekbe az s- és p-elektronok gerjesztés hatására átléphetnek. Ennek eredményeként, ahogyan a kén esetében is (5.9. ábra), a szelén vegyületeiben nemcsak kétszeres, hanem négy- és hatvalenciájú is lehet.

Példa 3. Sorolja fel a NH3, H2O, SiH4, PH3 molekulákat a kémiai kötés hosszának növekvő sorrendjében, ahol az elem és a hidrogén között van kötés.
Megoldás: A kémiai kötés hossza az atomok rádiumának növekedésével nő, amelyek hidrogénatomokkal kötődnek. A következő sorrendben nő a kötés hossza: H2O, NH3, PH3, SiH4.

Példa 4. Sorolja fel az O2, N2, Cl2, Br2 molekulákat a kémiai kötés energiájának növekvő sorrendjében.

Megoldás: A kötés energia növekszik, ha a kötés hossza csökken és a kötés rendje nő. Ezért a klór molekulájában a szimpla kötés erősebb, mint a bróm molekulájában. Az oxigén molekulában kettős kötés van. Ez erősebb, mint a klór molekula szimpla kötése, de gyengébb, mint a nitrogén molekula hármas kötése. Ezért a kémiai kötés energia növekszik a következő sorrendben: Br2, Cl2, O2, N2.

Példa 5. Határozza meg a következő anyagok kristályrács típusát: grafit, cink, cink-klorid, szilárd szén-dioxid.
Megoldás: A grafit, akárcsak a gyémánt, atomos kristályrácsot alkot, míg a cink fémes kristályrácsot alkot. A cink-klorid ionos kristályrácsot alkot. A szilárd szén-dioxid rácsának csúcsain CO2 molekulák találhatóak, így az anyag szilárd állapotában molekuláris kristályrácsot alkot.

Határozza meg, melyik a következő molekulák közül apoláris: CO, CO2, C2H2, H2S, PH3, Cl2.

5.2. Jellemezze a fluor és a bróm atomok valenciális lehetőségeit.
5.3. Sorolja fel a Cl2, Br2, O2, N2 molekulákat a kémiai kötés hosszának növekvő sorrendjében.
5.4. Sorolja fel a H2O, H2S, H2Se, H2Te molekulákat a kémiai kötés energiájának növekvő sorrendjében.
5.5. Határozza meg a következő anyagok kristályrács típusát: vas, szilícium, jód, kalcium-fluorid.

Hogyan befolyásolja a krónikus vesebetegség a húgyutakat és a vesetranszplantációt?
Hogyan adjunk értékes és konstruktív visszajelzést a munkatársaknak?
Miért Trump kampányában mindenki kivételes, kivéve az ellenfeleit?
Hogyan Definiáljuk a Valószínűséget és Miért Fontos a Statisztikai Elemzés?
Milyen hatással van a hőmérsékletre a metán égése, és hogyan befolyásolja az egyensúlyi állapotokat?
Tanmenet a „Tanárnap” ünnepségre
A Köznevelési Szervezet Teljesítményének Mutatói, Amelyek Önszemléletre Szorulnak a 2015-2016-os Évre vonatkozóan
Angol nyelvi verseny “Interview” – A középiskolás diákok számára
Kémiai feladatok 9. osztályos tanulóknak (1).
Kérelem a gyermek általános iskolai osztályba történő felvételére és az anyanyelvi oktatás biztosítására