Молекула воды

На рис. 2a,b представлена модель молекулы воды Бернала и Фаулера.

Атом кислорода имеет восемь электронов и электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁴. Каждый из двух атомов водорода имеет 1s¹ электрон; эти два электрона (двух атомов водорода) объединяются (делятся) с двумя связующими электронами кислорода, образуя молекулу воды (sp³ – гибридизация).

Рис. 2. Модель воды Бернала и Фаулера (восемь электронов в атоме кислороде [8⁺] и один электрон в каждом атоме водорода [H⁺]).

(a) длина ковалентной связи и угол связи ,

(b) две одиночные парные орбитали в кислороде - заштрихованы.

Так как масса и заряд ядра кислорода больше чем у ядер водорода, то электронное облако стягивается в сторону кислородного ядра. При этом ядра водорода “оголяются”. Таким образом, электронное облако имеет неоднородную плотность. Около ядер водорода имеется недостаток электронной плотности, а на противоположной стороне молекулы, около ядра кислорода, наблюдается избыток электронной плотности. Именно такая структура и определяет полярность молекулы воды.

В воде четыре валентных электрона образуют две орбитали, состоящие из «одиночных пар», которые находятся в точках выше и ниже плоскости, образованной тремя ядрами молекулы. Два протона, с разделённой парой электронов каждый, дают молекуле два положительных заряда, а «одиночные пары» электронов даёт молекуле два отрицательных заряда. В результате получается, молекула с четырьмя зарядами и непрерывным электрическим диполем равным 1.84 Дебая.

Дата добавления: 2014-12-17