background image

 

95

растворяются  в  воде.  Например,  молекула Na

2

  состоит  из  двух  атомов  натрия, 

связанных  диполь-дипольной  связью.  Потенциал  ионизации  атома  натрия 
составляет 5,1 эв;  это  позволяет  полагать,  что  валентный  диполь  атома  имеет 
небольшую  силу.  Отсюда  следует,  что  молекула Na-Na имеет  достаточно  слабую 
связь. 

Рассмотрим  механизм  растворения  металла  натрия  в  воде.  Допустим,  что  на 

одну  молекулу  натрия - Na

2  

имеем  две  диссоциированные  молекулы  НОН,  то  есть 

на два атома Na приходится два  атома  Н  и две ОН  группы.  Благодаря  своим  малым 
размерам  два  атома  водорода  могут  одновременно  подойти  к  диполь-дипольной 
связи между двумя атомами Na (схема 13). 

 

 

Na

+

Na

+

+

+

Na

+

+

Na

+

+

H

H

OH

OH

 (13) 

 

Обладая  очень  высокой  химической  активностью  и  малыми  размерами,  атомы  Н 

внедряются  в  межатомную  связь,  и  образуют  две  молекулы  гидрида  натрия - NаH. 
Принято считать, что в гидридах металлов водород содержится в виде отрицательного 
иона  Н

-

.  Согласно  нашим  представлениям,  между  атомом  Nа  и  атомом H образуется 

диполь-дипольная  связь  и  никаких  ионов  здесь  не  может  быть.  Имеются 
экспериментальные  данные [7] по  изучению  распределения  электронной  плотности  в 
кристалле LiH, которые  показали,  что  эффективные  заряды  лития    и  водорода  равны 
соответственно +0,25 и -0,25, т.е.  кристалл  не  является  ионным  соединением. 
Опираясь  на  строение  атома  водорода,  предложенного  нами  в  разделе 1, а  также  на 
вышеприведенные  данные,  заключаем,  что  гидрид-ион  Н

-

  как  стабильная  частица 

просто не существует. 

Вернемся  к  растворению  натрия  в  воде.  Энергия  связи Na-H небольшая  и 

составляет ~48 ккал/моль.  Помним,  что  в  воде  кроме  двух  атомов  Н  имеются  еще 
две  основные 

( - )

ОН  группы.  Несмотря  на  то,  что  атом  кислорода  потратил  один 

валентный  диполь  на  образование  ОН  группы,  энергия  второго  оставшегося 
валентного  диполя  будет  превосходить  энергию  связи  Nа-H.  В  связи  с  этим 

( - )

ОН 

группа будет вытеснять атом Н из гидрида Nа-H и образовывать соединение Nа-ОH 
с  помощью  диполь-дипольной  связи.  Итак,  по  схеме 13 имеем - сначала  под 
действием  атомов  водорода  образуются  две  частицы  гидрида  натрия 2(Nа-H), 
(схема 13), затем  после  их  взаимодействия  с 2-мя  ОН-группами  формируются  две 
молекулы NаОH, а два вытесненных атома Н образуют молекулу водорода - Н

2

, что 

и наблюдается экспериментально. Этот процесс можно записать сокращенно: 

 

2NаH+2ОН=2NаОH+Н

2

 

Далее  Nа-ОH  диссоциирует  в  водной  среде  на  атом  Nа

( - )

  с  одним  валентным 

диполем со свойствами основания и 

( - )

ОН группу с одним валентным диполем тоже 

со  свойствами  основания.  Таким  образом,  как  атом  Nа,  так  и  группа  ОН  обладают 
основными свойствами. 

Рассмотрим  классический  пример  растворения  двухвалентного  цинка  в 

кислоте.  Главное  отличие  действия  кислоты  от  действия  воды  состоит  в  наличии 
большого  количества  кислотных  атомов  Н  и,  соответственно,  полярных  основных 
атомов Cl. Молекула  цинка  имеет  цепочечное  строение.  Проанализируем 
взаимодействие цинка с водным раствором НCl. 

Выше  был  описан  механизм  взаимодействия  воды  с  газом  НCl.  Из  него 

следует,  что  в  растворе  соляной  кислоты  присутствует  свободный  кислотный  атом 
водорода  и  свободный  атом  хлора.  При  контакте  хлороводородной  кислоты  с