Двухатомные молекулы: характеристика и свойства

Двухатомные молекулы: характеристика и свойства

Двухатомные молекулы – молекулы, включающие два атома одного или разных элементов. Атомы в такой системе связаны между собой с помощью ковалентной полярной или неполярной связи. 

Свойства двухатомных молекул

Важной характеристикой двухатомных молекул является кривая потенциальной энергии. При сближении двух атомов друг к другу возникает химическая связь, что отражается на потенциальной энергии. При образовании связи на кривой появляется минимум, характеризующий равновесное расстояние (r_e) между ядрами. Если химическая связь не образуется, то минимум на потенциальной кривой не появляется, хотя атомы взаимодействуют между собой.

Электронное состояние молекулы – это совокупность электронных состояний атомов. Движение электронов происходит в молекулярных пределах. При рассмотрении необходимо учитывать то, что некоторые электроны принадлежат молекуле, а некоторые – отдельным атомам. Это разделение важно брать во внимание при образовании ионных и ковалентных связей. В первом случае атомы с большей электроотрицательностью отдают свои электроны другим атомам. Таким образом формируются ионы с заполненными оболочками, между которыми действуют электростатические силы притяжения. Например, ионная связь образуется в молекуле поваренной соли NaCl. 

Ионная и ковалентная связи – предельные случаи, которые могут действовать с большей или меньшей степенью точности. Есть предположение, что существуют промежуточные связи с различными степенями ковалентности и ионности. Координационные, водородные и ван-дер-ваальсовские связи обладают меньшей прочностью. Последние возникают благодаря взаимной поляризации молекул.

Типы двухатомных молекул 

Двухатомные молекулы – электрические системы, которые состоят из двух положительно заряженных ядер и электронов, взаимодействующих друг с другом и с ядрами. Значения энергии электронов определяют электронные состояния всей молекулы. В зависимости от симметрии все двухатомные молекулы классифицируют на типы: 

• гомоядерные;
• гетероядерные. 

К первому виду относятся соединения из одних атомов – азот N₂, водород Н₂ и др. Второй вид включает разнородные атомы – соляная кислота HCl, углекислый газ СО₂ и др. В гомоядерных системах образуется неполярная связь, в гетероядерных – полярная. 

Список двухатомных молекул

При нормальных условиях двухатомные молекулы формируются только в газовом состоянии:

• водород Н₂;
• азот N₂;
• кислород О₂ и др.

Подобные структуры также могут образовываться у галогенов при нагревании:

• бром Br₂;
• хлор Cl₂.

Двухатомные молекулы возникают и у других элементов при достаточно высоких температурах. Инертные газы не образуют такие структуры и при обычных условиях они представляют собой только один атом. 

Атмосфера нашей планеты включает около 21 % кислорода О₂ и 78 % азота N₂. Воздух, которым дышит все живое, состоит из двухатомных молекул. Озон О₃ вырабатывается из кислорода и защищает Землю от воздействия вредного ультрафиолетового излучения.