wiązanie w polarnych wiązaniach kowalencyjnych
Niedawno dowiedziałem się, że czyste wiązania jonowe i kowalencyjne to tylko skrajności spektrum wiązań z tego artykułu z Chemguide. Ale wydaje mi się, że nie mogę tego pogodzić ze swoim zrozumieniem, jak działa więź. W związkach jonowych, takich jak$\ce{NaCl}$ na przykład różnica w elektroujemności jest tak duża, że wydaje się, że elektrony są przenoszone z $\ce{Na}$ do $\ce{Cl}$, więc oba uzyskują struktury oktetów. Podobnie w związkach kowalencyjnych, takich jak$\ce{H2}$, różnica w elektroujemności wynosi $0$, więc elektrony są dzielone między pierwiastkami, więc oba zyskują struktury oktetu. Ale czy pomiędzy tymi skrajnościami elektrony są wspólne, przenoszone, czy też mieszanka obu? A jeśli jest to mieszanka obu, w jaki sposób atomy mogą wypełnić swój oktet, jeśli elektrony są „częściowo przeniesione”?
Odpowiedzi
W wiązaniu kowalencyjnym między dwoma atomami z różnicą elektroujemności elektrony wiążące są bliżej atomu bardziej elektroujemnego w wiązaniu. Powoduje to powstanie częściowego ładunku ujemnego na atomie bardziej elektroujemnym, a częściowego ładunku dodatniego na atomie mniej elektroujemnym. Powoduje to powstanie dwóch biegunów w związku zwanym dipolem. W związku z tym w wiązaniu kowalencyjnym obserwuje się pewien stopień charakteru jonowego.
Teraz musisz zrozumieć gęstość ładunku. W wiązaniach jonowych kationy i aniony znajdują się obok siebie. Jeśli kation jest mały i ma duży ładunek, ma on dużą gęstość ładunku. Jeśli jest związany z anionem o dużym promieniu. Zewnętrzne elektrony anionu nie są mocno związane z jądrem i są przyciągane przez silne pole elektryczne małego, silnie naładowanego kationu. Powoduje to wzrost gęstości elektronów między dwoma jonami. W ten sposób wiązaniu jonowemu nadaje się pewien charakter kowalencyjny.
Teraz, aby odpowiedzieć, dlaczego związki kowalencyjne są kowalencyjne, a związki jonowe są jonowe, odpowiada następujące zjawisko. Siła dipola jest mierzona momentem dipolowym. Moment dipolowy jest iloczynem odseparowanego ładunku elektrycznego i odległości między nimi. Ma unite Debye, który ma wymiary miernika kulombowskiego.
Teraz związki jonowe mają dość wysokie momenty dipolowe, takie jak 7,0D itd., Podczas gdy nawet najbardziej polarne związki kowalencyjne, takie jak HF, mają moment dipolowy 1,91D. To pokazuje, że nawet najbardziej polarne związki kowalencyjne są dalekie od bycia jonowymi.
Zatem elektrony nie są „przenoszone częściowo”. Są przenoszone lub udostępniane. Współdzielenie może stać się nierówne lub niezrównoważone, powodując biegunowość wiązania. Przeniesienie elektronów może spowodować powstanie jonów o różnej gęstości ładunku, co prowadzi do przyciągania elektronów do silnego pola elektrycznego. Głównym celem jest osiągnięcie punktu, w którym związek jest maksymalnie stabilny.
Poniższy link daje dalszy wgląd w momenty biegunowości i dipolowe, jeśli masz trudności ze zrozumieniem odpowiedzi.
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_(Zumdahl_and_Decoste)/08%3A_Bonding_General_Concepts/13.03_Bond_Polarity_and_Dipole_Moments