Chương 7 : KHÁI QUÁT VỀ PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC
Nếu δ được tính theo 10-10 đơn vị điện tích (điện tích của 1 điện tử = 4,8.10-10 đvđt) ; d 0
0
tính bằng A (1 A = 10 −10 m) . Thì đơn vị của µ là D (Debye). Thí dụ : Phân tử A+B- (A mất hẳn 1 electron, B nhận hẳn 1 electron) e = 4,8.10-10 đvtđ, 0
nếu dA-B= 1 A . Thì δ = 4,8.1 = 4,8D. Còn nếu tính theo hệ SI :
δ = 1,6.10-19. 10-10 = 1,6.10-29Cm. Vậy 1D =
1,6.10 −29 10 −29 = Cm 4,8 3
(C : coulomb ; m : mét)
Momen lưỡng cực được biểu diễn bằng một vectơ từ cực dương sang cực âm như H Cl. Nếu một phân tử có nhiều nguyên tử thì từng liên kết một có momen liên kết và momen lưỡng cực sẽ bằng tổng các vectơ momen liên kết (theo quy tắc cộng vectơ). Ví dụ như phân tử CO2 có cấu hình thẳng, từng liên kết có momen liên kết lớn (do O có độ âm điện lớn hơn C nhiều) nhưng momen lưỡng cực của phân tử CO2 : µ CO2 = 0 O C O Như vậy giữa momen lưỡng cực và cấu hình của phân tử có mối tương quan chặt chẽ. Phân tử H2O có momen lưỡng cực µ ≠ 0 vì vậy trong phân tử H2O không thể có cấu tạo thẳng hàng mà phải có dạng góc. Tương tự như vậy đối với sản phẩm 2 lần thế vào nhân benzen như dinitrobenzen, hoặc nitrophenol, ... nếu đo được momen lưỡng cực ta có thể biết 2 nhóm thế này đính vào ở vị trí nào đối với nhau trong nhân benzen (orto, meta, para). Ví dụ như diclobenzen nếu µ = 0 thì 2 nhóm Cl ở vị trí para còn nếu đo được momen lưỡng cực lớn thì 2 nhóm Cl ở vị trí orto, còn nhỏ hơn thì 2 nhóm ở vị trí meta vì :
µ2
µ1
µ1
µ1
300
O
A
600 O
µ
µ2
Hình 7.4.1.1
→
B →
µ →
Hình 7.4.1.2 * Ở para (Hình 7.4.1.1) : momen lưỡng cực µ = µ1 + µ 2 . Trong trường
µ2
* Ở orto (Hình 7.4.1.2) : trong trường hợp này 2 vectơ momen liên →
→
Hình 7.4.1.3
kết µ 1 và µ 2 tạo với nhau một góc 60 và khi nó có trị tuyệt đối bằng 0
→
∧
nhau, thì vectơ momen lưỡng cực µ ở trên đường phân giác của µ1Oµ 2 và giá trị của momen lưỡng cực là : µ = 2OA = 2 µ1 cos300 = 3 µ1 →
→
* Khi 2 nhóm thế ở vị trí meta (Hình 7.4.1.3), lúc ấy 2 vectơ µ1 và µ 2 tạo với nhau một →
góc là 1200 và vì có cùng giá trị (cùng nguyên tử Cl) nên vectơ momen lưỡng cực tổng µ ∧
nằm trên đường phân giác của góc µ1Oµ 2 nên giá trị của µ là : µ = 2OB = 2 µ1 cos600 = µ1
7.4.2. Tính chất quang học : Khi bức xạ điện từ tương tác với các phân tử, lúc ấy có thể xảy ra theo 2 cách là : trạng thái năng lượng của phân tử thay đổi hay không thay đổi phụ thuộc vào bức xạ chiếu đến. Khi có bức xạ thích hợp thì phân tử hấp thụ năng lượng ∆Ε để phân tử từ mức năng lượng E1 chuyển thành E2. E2 = E1 + ∆Ε
52
HOÁ ĐẠI CƯƠNG 1