Строение атома. Химическая связь

Дано

Мы рассматриваем молекулы воды $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ и углекислого газа $\mathrm{CO}_2$. Обе молекулы содержат по две полярные связи, однако одна из них полярна, а другая — неполярна.

Найти

Необходимо объяснить, почему молекула $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ полярна, а $\mathrm{CO}_2$ неполярна, а также составить схемы строения этих молекул с использованием метода валентных связей.

Решение

1. Полярность молекул

Полярность молекулы определяется не только наличием полярных связей, но и геометрией молекулы.

• Молекула $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$:
  • Вода имеет угловую (изогнутую) форму. Угол между связями $\mathrm{O-H}$ составляет примерно $104.5^\circ$.
  • Атом кислорода более электроотрицателен, чем атомы водорода. Это приводит к тому, что электронная плотность смещается к кислороду, создавая частичный отрицательный заряд на кислороде ($\delta^-$) и частичные положительные заряды на атомах водорода ($\delta^+$).
  • Из-за угловой формы молекулы, вектор полярности связей не компенсируются, что делает молекулу $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$...