Стр. 122 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
120
электронов. Около атома серы локализовано четыре связывающе σ -
электронные пары, тип молекулы АВ4 , что соответствует тетраэдрической
структуре и sp3 -гибридизации орбиталей атома серы.
Электронное строение иона SO 4
2- с учетом только σ-связей можно пред-
ставить следующим образом:
-O O O O 2-
S S
-O O O O
Во внешнем слое сера имеет свободные d-орбитали, две из которых могут
участвовать в образовании π-связей с неподеленными электронными парами ато-
мов кислорода. В этом соединении все атомы кислорода равноценны, что позво-
ляет говорить о делокализации зарядов и π-связей S – O на все атомы кислорода.
В итоге структуру иона SO4
2- можно представить следующим образом:
-O O O O 2-
S S
-O O O O
Задача 8. Экспериментально найденное значение дипольного момента
молекулы HCl равно 3,47∙10-30 Кл∙м, длина связи dH-Cl в молекуле HCl составля-
ет 1,27∙10-10 м. Рассчитайте эффективные заряды (δ) атомов водорода и хлора.
Решение. Эффективным зарядом атома (δ) называется реальный электри-
ческий заряд, который он приобретает в химическом соединении в результате
смещения общих электронных пар в сторону более электроотрицательного ато-
ма и внутримолекулярного распределения зарядов.
Дипольный момент связи равен µ = q · l, где l – длина диполя, или рас-
стояние между центрами приложения положительных и отрицательных заря-
дов; q – абсолютное значение этих зарядов. В общем случае длина диполя l не
равна межъядерному расстоянию, т.е. длине связи (d).
В нашем случае для простой молекулы HCl будем приближенно считать,
что центры тяжести зарядов совпадают с ядрами, т.е. длина диполя l равна
межъядерному расстоянию d. Если бы молекула HCl была чисто ионным со-
единением, то q был бы равен заряду электрона и дипольный момент был бы
равен:
µ = q · l = 1,6·10-19 Кл · 1,27·10-10 м = 2,032 ·10-29 Кл∙м.
Это составляет 3,47·10-30 / 2,032·10-29 ≅ 0,17 или 17% от значения, рассчи-
танного в предположении чисто ионного характера связи.
Таким образом, эффективные заряды атомов H и Cl в молекуле хлористо-
го водорода равны ± 0,17 абсолютного заряда электрона:+0,17 H - Cl -0,17 .