Question

Dlugosc kazdego wiazania w czasteczce amoniaku wynosi 100pm. Kazdy kat w NH3 ma 107^ (piramida trygonalna), moment dipolowy czasteczki wynosi 4,9*10-30 C*m
(1,46 D). Obliczyc moment dipolowy wiazania N-H, okreslic zwrot wektora i oszacowac ladunki czastkowe na atomie azotu i atomach wodoru.
Odp.
µN-H = 4,36*10-30 C*m (1,31 D), na atomie azotu δ = -0,81 e, na kazdym atomie wodoru δ = +0,27e
Nie wiem jak to zrobic moze byc pomocne, energia wiazania N-H = 390 kJ/mol

Answer 1

Witaj
Dane l=100pm=1*10(-10)m, α=107*, µ=4,9*10(-30)Cm=1,46D, 1D=3,333*10(-30)Cm
……..e=1,6*10(-19)C
szukane µN-H=µ”, q
---ładunek cząstkowy q na atomie H jest q >0, bo to atom N jest bardziej elektroujemny,
---na atomie N ładunek cząstkowy 3q < 0, bo od każdego H „ściąga” –q,
---µ” skierowane wzdłuż 3 krawędzi bocznych l czworoscianu wychodzących z jego wierzchołka /atom N/,
---µ wypadkowe leży na osi czworościanu czyli jego wysokości H, której spodek jest środkiem okręgu opisanego na podstawie czworościanu będącej trójkątem równobocznym
o krawędzi a i który dzieli wysokości tego trójkąta odcinki [1/3]*[a√3/2] i [2/3]*[a√3/2],
---µ” tworzą kąt x z wysokością H i posiadają jednakowe składowe µ”pion=µ”cosx oraz
jednakowe µ”poz=µ”sinx,
---składowe poziome jako wektory o tej samej wartości, rozbieżne i tworzące kąty 120*
zerują się,
---wypadkowe µ=3*µ”cosx, czyli tak naprawdę problem sprowadza się do obliczenia kąta x,
który leży między wysokością czworoscianu H i wysokością h ściany bocznej.

---h dzieli α=107* na α/2 =53,5* oraz krawędź podstawy a na a/2,
---[a/2]/l = sinα/2---- a=2lsinα/2
---przekrój osiowy czworościanu jest trójkątem o bokach l, h i a√3/2 /wys.tr.równobocz.podst./, w którym wysokościa jest H, która dzieli ten trójkąt na 2 trójkąty :
jeden o bokach h, H i [1/3]*[a√3/2] oraz drugi o bokach l, H i [2/3]*[a√3/2]=a√3/3 i kącie x
między H i l,

sinx=[a√3/3]/l = a√3/3l = √3*2lsinα/2 //3l = [2/3]* √3sinα/2 = 0,9282 = sin68,16*
x = 68,16*
µ = 3*µ”cos68,16*
µ” = µ/3cos68,16* = 1,46D //3*0,3720 = 1,308D ~ 1,31D

µ” = µN-H = 1,31D = 4,36*10(-30)C*m ~ 4,4*10(-30)Cm

q = µ”/l = 4,36*10(-30)Cm/100pm = 4,36*10(-20)C = 4,36*10(-20)C //1,6*10(-19)C/e =
q = 0,27e

Ładunek cząstkowy na atomie H q = +0,27e , a na atomie N 3q = -0,81e.

Semper in altum…………………………………………..pozdrawiam

PS. W razie wątpliwości – pytaj.