Сборник задач и упражнений по химии - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

µ = ql.
Величина µ молекулы служит количественной мерой ее полярности и измеряется в Дебаях (D):
1D = 3,33⋅10
–30
Кл⋅м.
П р и м е р 41. Длина диполя молекулы НСl равна 0,22
⋅10
–8
см. Вычислите электрический момент дипо-
ля.
Решение.
q = 1,60
⋅10
–19
Кл; l = 2,2⋅10
–11
м;
µ = ql = 1,60⋅10
–19
⋅ 2,2⋅10
–11
= 3,52⋅10
–30
Кл⋅м =
= 3,52⋅10
–30
/(3,33⋅10
–30
) = 1,06 D.
П р и м е р 42. Какую валентность, обусловленную неспаренными электронами (спинвалентность), мо-
жет проявлять фосфор в нормальном и возбужденном (*) состояниях?
Решение. Распределение электронов внешнего энергетического уровня фосфора 3s
2
3p
3
(учитывая правило
Хунда, 3s
2
3p
x
3p
y
3p
z
) по квантовым ячейкам имеет вид
15
Р
↑↓ ↑ ↑ ↑
3s 3p
х
3p
y
3p
z
3d
Атомы фосфора имеют свободные d-орбитали, поэтому возможен переход одного 3s-электрона в 3d-
состояние:
15
Р
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
3s 3p
x
3p
y
3p
z
3d
xy
Отсюда валентность (спинвалентность) фосфора в нормальном состоянии равна трем, а в возбужденном –
пяти.
П р и м е р 43. Что такое гибридизация валентных орбиталей? Какое строение имеют молекулы типа
AВ
n
, если связь в них образуется за счет sp-, sp
2
-, sp
3
-гибридных орбиталей атома А?
Решение. Теория валентных связей (ВС) предполагает участие в образовании ковалентных связей не толь-
ко "чистых" АО, но и "смешанных", так называемых гибридных, АО. При гибридизации первоначальная форма
и энергия орбиталей (электронных облаков) взаимно изменяются и образуются орбитали (облака) новой одина-
ковой формы и одинаковой энергии. Число гибридных орбиталей (q) равно числу исходных. Ответ на постав-
ленный вопрос отражен в табл. 3.
3. Гибридизация орбиталей и
пространственная конфигурация молекул
Тип
молекулы
Исходные
орбитали
атома А
Тип
гибриди-
зации
Число гибридных орбиталей
атома А
Пространственная
конфигурация
молекулы
АB
2
s + p sp 2 Линейная
AB
3
s + p + p sp
2
3 Треугольная
AB
4
s + p + p + p sp
3
4 Тетраэдрическая
Если в гибридизации участвуют одна s- и одна p-орбитали (sp-гибридизация), то образуются две равноцен-
ные sp-орбитали; из одной s- и двух p-орбиталей (sp
2
-гибридизация) образуются три sp
2
-орбитали и т.д.
Гибридные облака, соответствующие данному типу гибридизации, располагаются в атоме так, чтобы взаимо-
действие между электронами было минимальным, т.е. как можно дальше друг от друга. Поэтому при sp-
гибридизации электронные облака ориентируются в противоположных направлениях, при sp
2
-гибридизации – в
направлениях, лежащих в одной плоскости и составляющих друг с другом углы в 120
° (т.е. в направлениях к вер-
шинам правильного треугольника), при sp
3
-гибридизации – к вершинам тетраэдра (угол между этими направле-
ниями составляет 109
°28'.
З а д а ч и
261. Какую химическую связь называют ковалентной? Опишите ее основные свойства.

Страницы