|
Физические методы исследования в химии - Пентин Ю.А.ISBN 5-03-003470-6 Скачать (прямая ссылка):  Если рассчитать значения цА и по аддитивной схеме (4.20) и экспериментально определить Ц2(Т), то можно найти АЕ = Ев - Еа, а при известном множителе ш также и - Nb/Na- Так, например, для 1,2-дихлорэтана было найдено: АЕ = Егош - EmpaHC = 5,01 кДж/моль, что хорошо согласуется с данными других методов (см. гл. 11). С повышением температуры содержание менее устойчивой и более полярной гош-формы Neoui возрастает, т. е. измеряемый средний дипольный момент вещества ц увеличивается. Поскольку дипольный момент тпрамс-изомера 1,2- дихлорэтана ц.транс по симметрии (Сгл) должен быть равен нулю, по формуле (4.23) можно найти значение дипольного момента гош-изомера ц,г0ш экспериментально, что и было сделано: ц.гош - • Ю~30 Кл • м. Подобный подход используется также при изучении комплексо-образования: паА 4- пвВ АПа ВПв , где па ппв - стехиометрические коэффициенты. С одной стороны, возможно определение молярной поляризации комплекса и его дипольного момента, а с другой стороны, при 92 Часть вторая. Методы определения дипольных моментов молекул известных дипольных моментах цд и цв можно изучать это равновесие. Микроволновые исследования с использованием молекулярных пучков дали возможность определять дипольный момент и некоторые другие параметры так называемых ван-дер-ваальсовых молекул типа Ar BF3, CO BF3, N2BF3. В этих молекулах найдена симметрия Сзу, а также следующие параметры (в скобках указаны ошибки эксперимента): XBFe Аг • BF3 СО ¦ BF3 N2 • BF3 цо, КГ30 Кл-м 0,588 1,977 1,189 г(В - X), 10-1 нм 3,325(10) 2,886(5) 2,875(20) ZXBF, град. 90,5(5) 90,65(25) 90,5(5) Из данных следует, что у молекул ArBF3 и N2 BF3 появляется дипольный момент, а связи В-X характеризуются большими межъядерными расстояниями. * * * Электрический дипольный момент молекулы является важной характеристикой химического соединения, поскольку дает представление о распределении зарядов и электронной плотности в молекуле, т. е. о полярности самой молекулы и ее химических связей. На основе экспериментальных значений дипольных моментов молекул и принципа векторной аддитивности дипольных моментов связей возможно определение симметрии и некоторых структурных параметров молекул, например валентных углов. Методы изучения дипольных моментов сыграли значительную роль в развитии учения о внутреннем вращении, поворотной изомерии и конформациях молекул. Особая роль принадлежит дипольным моментам в развитии учения о химической связи, об электроноакцепторных и электронодо-норных характеристиках атомов и групп атомов, в развитии представлений о взаимном влиянии атомов и групп атомов, об индуктивном эффекте и эффекте сопряжения, об участии неподеленных электронных пар во внутри- и межмолекулярных взаимодействиях, в развитии теории комплексных соединений и т. п. В теории химической реакционной способности веществ в растворах активно используются представления о диполь-дипольных взаимодействиях, обусловливающих сольватацию молекул и энергию активации. Контрольные вопросы и задания 93 Данные о дипольных моментах имеются во многих справочниках (см. рекомендованную литературу). Методы Дебая для определения электрических дипольных мом-ментов молекул появились несколько десятков лет назад. В настоящее время они стали в каком-то смысле рутинными лабораторными методами, так как диэлькометры для изучения жидкостей серийно выпускаются промышленностью и техника работы достаточно проста. Прогресс в этой области исследований существенно зависит от развития теории жидкости. Новые экспериментальные методы с молекулярными пучками имеют более сложную аппаратуру. Этими методами получают очень важную новую информацию о дипольных моментах и в ряде случаев о структуре малоустойчивых молекул, таких, например, как ван-дер-ваальсовы молекулы. Дальнейшее продвижение в этом направлении позволит углубить фундаментальные знания о природе химической связи и механизме химических реакций. В настоящее время один из наиболее распространенных методов определения дипольных моментов основан на изучении микроволновых вращательных спектров молекул, хотя этот метод является, по существу, структурным и рассмотрен в следующем разделе. Контрольные вопросы и задания Глава 3 1. При каких точечных группах симметрии молекулы имеют собственный дипольный момент? 2. При каких точечных группах симметрии молекулы не имеют собственного дипольного момента? 3. Напишите уравнение энергии молекулы в электрическом поле. Какие виды поляризуемости можно ввести для молекул? 4. Может ли рассматриваться величина ориентационной поляризуемости в качестве молекулярной характеристики? 5. В чем состоит эффект Штарка для полярных молекул? 6. Докажите эквивалентность выражений для среднего значения проекции
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
