Диполь. Дипольный момент молекулы | Задачи 254 — 260

Вычисление длины диполя и дипольного момента молекулы

 

 

 Задача 254.

Дипольный момент молекулы HCN равен 2,9D. Вычислить длину диполя.

Решение:

Дипольный момент молекулы равен произведению абсолютного значения заряда электрона g (1,60 . 10-19 Кл) на расстояние l между центрами положительного и отрицательного зарядов в диполе:

Отсюда

Учитывая, что 1D = 3,33 . 10-30 Кл . м, находим длину диполя:

Ответ: 6,04 . 10-11 м.


Задача 255. 
Длина диполя молекулы фтороводорода равна 4 . 10-11 м. Вычислить ее дипольный момент в дебаях и в кулон-метрах.
Решение:
Дипольный момент молекулы равен произведению абсолютного значения заряда электрона g (1,60 . 10-19 Кл) на расстояние l  между центрами положительного и отрицательного зарядов в диполе:

Дипольный момент измеряют в дебаях (D), 1D = 3,33 . 10-30 Кл . м).

Находим дипольный момент молекулы в кулон-метрах:

Вычисляем дипольный момент молекулы в дебаях:

Видео:12. Диполь. Разбор задач школьной олимпиады по физике Университета ИТМОСкачать

12. Диполь. Разбор задач школьной олимпиады по физике Университета ИТМО

Ответ: 6,04 . 10-30 Кл . м  = 1,92D.


Задача 256. 
Дипольные моменты молекул Н2О и Н2S равны соответственно 1,84 и 0,94D. Вычислить длины диполей. В какой молекуле связь более полярна? Указать направления дипольных моментов связей в этих молекулах.
Решение:
Дипольный момент молекулы равен произведению абсолютного значения заряда электрона g (1,60 . 10-19 Кл) на расстояние l  между центрами положительного и отрицательного зарядов в диполе:

Дипольный момент измеряют в дебаях (D), 1D = 3,33 . 10-30Кл . м).

Вычислим длину связи молекулы Н2О:

Вычислим длину связи молекулы H2S:

Так как дипольный момент молекулы Н2О больше, чем молекулы H2S, то в молекуле Н2О связь более полярна. Учитывая, что атомы кислорода и серы более электроотрицательнее атома водорода, то дипольные моменты связей будут направлены от атома водорода соответственно к атому кислорода и серы (Н→ О, H →S).

Ответ: 0,038 и 0,020 нм.


Задача 257. 
Описать пространственное строение неполярной молекулы ВеСI2. Какие АО бериллия участвуют в образовании связей Ве—С1?
Решение:
В молекуле BeCl2 валентный электронный слой атома бериллия содержит две электронных пары:

Поэтому электронные облака атома бериллия будут максимально удалены друг от друга при sp-гибридизации, когда их оси совпадают и направлены противоположно друг к другу, что приводит к нулевому значению дипольного момента, молекула приобретает линейное строение:

При образовании молекулы BeCl2 в образовании связей Be—Cl участвуют две sp-гибридные АО бериллия.


Задача 258. 
Дипольный момент молекулы SO2 равен 1,бID, молекулы СО2 — нулю. Одинаковы ли валентные углы ОSО и ОСО? Ответ мотивировать.
Решение:
Дипольный момент – величина векторная, направленная от положительного конца диполя к отрицательному. Поэтому дипольный момент многоатомной молекулы следует рассматривать как некоторую сумму дипольных моментов связей; она зависит не только от полярности каждой связи, но и от взаимного расположения этих связей. 

В линейных молекулах типа АВ2, в нашем случае в молекуле СО2, дипольные моменты связей С=О направлены друг к другу и поэтому взаимно компенсируются, что и приводит к нулевому значению суммарного диполя молекулы. Поэтому углы ОСО равны 1800. Схема молекулы СО2 имеет вид:

Так как дипольный момент молекулы SO2 имеет значение больше нуля, то дипольные моменты связей S—O направлены друг к другу под углом, молекула имеет угловую структуру:

Взаимное расположение связей в молекуле SO2 угловое, т.е. молекула построена в форме треугольника. Поэтому валентные углы ОSО и ОСО не одинаковы.


Задача 259. 
Дипольный момент молекулы СS2 равен нулю. Каким типом гибридизации АО углерода описывается образование этой молекулы?
Решение:
Электронная конфигурация атома углерода 1s22s22. Электронное строение его валентных орбиталей в стационарном состоянии может быть представлено следующей схемой:

Электронное строение валентных орбиталей атома углерода в возбужденном состоянии представлено следующей схемой:

Четыре неспаренных электрона возбуждённого атома углерода могут участвовать в образовании четырёх ковалентных связей по обычному механизму с другими атомами химических элементов. Так как дипольный момент молекулы CS2 равен нулю, то молекула имеет линейное строение. В CS2 валентный электронный слой содержит четыре  пары электронов, по две пары с двух сторон атома углерода:

Поэтому в молекуле CS2 углерод находится в состоянии sp-гибридизации. Образовавшиеся равноценные sp-гибридные орбитали образуют одинарные — связи C—S, а два неспаренных р-облака, перекрываясь образуют — связь с атомами серы. Поэтому в молекуле CS2 sp-гибридные облака ориентируются в противоположных направлениях, молекула имеет линейное строение. В линейных молекулах типа АВ2, в нашем случае в молекуле CS2, дипольные моменты связей С=S направлены друг к другу и поэтому взаимно компенсируются, что и приводит к нулевому значению суммарного диполя молекулы. Поэтому углы SСS равны 1800. Схема молекулы СS2 имеет вид:

S → C ← S


Задача 260. 
Дипольные моменты молекул ВF3 и NF3 равны соответственно О и 0,2D. Какими типами гибридизации AO бора и азота описывается образование этих молекул?
Решение:
а) В молекуле BF3 валентный электронный слой атома бора содержит три пары электронов:

Электронные облака атома бора будут максимально удалены друг от друга при sp2-гибридизации, когда оси  связей
B—F направлены друг к другу под углом 1200 (т.е. в направлениях к вершинам правильного треугольника), молекула будет иметь форму:

Такое расположение связей взаимно компенсирует их дипольные моменты, так что суммарное значение дипольного момента молекулы трифторида бора равно нулю.

б) В молекуле NF3 валентный электронный слой атома азота содержит четыре пары электронов:

Поэтому электронные облака атома азота будут максимально удалены друг от друга при sp3-гибридизации, когда оси  связей N—F будут направлены к вершинам тетраэдра (углы между этими направлениями составляют  109028’). При образовании молекулы NF3 атом азота расположен в центре тетраэдра, а атомы фтора расположены в трёх вершинах тетраэдра, к четвёртой вершине направлено электронное облако неподелённой пары электронов атома азота.            Образовавшаяся фигура – тригональная пирамида. Дипольный момент такой молекулы будет иметь значение больше нуля.


📸 Видео

Как отличать полярные молекулы от неполярных? Дипольный момент.Скачать

Как отличать полярные молекулы от неполярных? Дипольный момент.

Дипольный момент (видео 26) | Химические связи и структура молекул | ХимияСкачать

Дипольный момент (видео 26) | Химические связи и структура молекул | Химия

СЕКРЕТНАЯ "Лемма 255" в №16 из ЕГЭ 2020 по профильной МАТЕМАТИКЕСкачать

СЕКРЕТНАЯ "Лемма 255" в №16 из ЕГЭ 2020 по профильной МАТЕМАТИКЕ

Задача 28 на псевдоаутосомное наследование из ЕГЭ по биологии | ЕГЭ-2024 по биологииСкачать

Задача 28 на псевдоаутосомное наследование из ЕГЭ по биологии | ЕГЭ-2024 по биологии

Урок 452. Задачи на гипотезу де Бройля - 1Скачать

Урок 452. Задачи на гипотезу де Бройля - 1

Биение на камертонах.Скачать

Биение на камертонах.

Решение задач на индуктивный и мезомерный эффекты в молекулах. Часть 1.Скачать

Решение задач на индуктивный и мезомерный эффекты в молекулах. Часть 1.

Решаем ВСЕ задания №25 на Кинематику | Сборник Демидовой | ЕГЭ Физика 2023 | ТопскулСкачать

Решаем ВСЕ задания №25 на Кинематику | Сборник Демидовой | ЕГЭ Физика 2023 | Топскул

Урок 205. Задачи на капиллярные явленияСкачать

Урок 205. Задачи на капиллярные явления

Дополнительные главы теории вероятности и теории меры 10. Условные матожидания и мартингалыСкачать

Дополнительные главы теории вероятности и теории меры 10. Условные матожидания и мартингалы

Урок 450. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де БройляСкачать

Урок 450. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля

Реакции ионного обмена (РИО), Задание 30 | ЕГЭ по химии 2024Скачать

Реакции ионного обмена (РИО), Задание 30 | ЕГЭ по химии 2024

#1700.1 Номер 1700.1 из Демидовича | Неопределённый интегралСкачать

#1700.1 Номер 1700.1 из Демидовича | Неопределённый интеграл

Математика ЕГЭ 2024 профиль. Задание 9. Задачи с прикладным содержаниемСкачать

Математика ЕГЭ 2024 профиль. Задание 9. Задачи с прикладным содержанием

Дифракция Френеля на краю полуплоскостиСкачать

Дифракция Френеля на краю полуплоскости

Предел последовательности (17.09.2023)Скачать

Предел последовательности (17.09.2023)

Разбор задачи 1157 acmp.ru Подпалиндромы. Решение на C++Скачать

Разбор задачи 1157 acmp.ru Подпалиндромы. Решение на C++
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии