قطبية (كيمياء) جزيئات قطبية وأمثلة

ال قطبية الكيميائية إنها خاصية تتميز بوجود توزيع غير متجانس ملحوظ للكثافة الإلكترونية في جزيء. في هيكلها ، لذلك ، هناك مناطق سالبة الشحنة (δ-) ، ومناطق أخرى ذات شحنة موجبة (δ +) ، مما يولد لحظة ثنائية القطب.

تعد لحظة ثنائي القطب (μ) من الارتباط شكلاً من أشكال التعبير عن قطبية الجزيء. عادةً ما يتم تمثيله على أنه متجه يتم العثور على منشأه في الحمل (+) وتوجد نهايته في الحمل (-) ، على الرغم من أن بعض المواد الكيميائية تمثله بطريقة معكوسة.

في الصورة العليا خريطة الإلكتروستاتيكية المحتملة للمياه ، H₂تقابل منطقة المحمر (ذرة الأكسجين) المنطقة ذات الكثافة الإلكترونية الأكبر ، وبالإضافة إلى ذلك يمكن ملاحظة أنه يبرز في المناطق الزرقاء (ذرات الهيدروجين).

نظرًا لأن توزيع هذه الكثافة الإلكترونية غير متجانسة ، يُقال إن هناك قطبًا موجبًا وسالبًا. لهذا السبب نتحدث عن "القطبية" الكيميائية ، وللحظة القطبية في الوقت الحالي.

مؤشر

• 1 لحظة ثنائي القطب
  • 1.1 عدم التماثل في جزيء الماء
• 2 جزيئات قطبية
• 3 أمثلة
  • 3.1 SO2
  • 3.2 CHCl3
  • 3.3 HF
  • 3.4 NH3
  • 3.5 الجزيئات الكبيرة مع ذرات غير متجانسة
• 4 المراجع

لحظة القطبين

يتم تعريف عزم ثنائي القطب by بالمعادلة التالية:

μ = δ ·د

حيث δ هي الشحنة الكهربائية لكل قطب ، موجبة (+ δ) أو سالبة (-δ) ، و د  هي المسافة بينهما.

يتم التعبير عن عزم ثنائي القطب عادة في ديبي ، ممثلة بالرمز D. متر coulomb يساوي 2،998 · 10²⁹ D.

قيمة عزم ثنائي القطب من الرابطة بين ذرتين مختلفتين ، تتعلق باختلاف النغمات الإلكترونية للذرات التي تشكل الرابط.

لكي يكون الجزيء قطبيًا ، لا يكفي وجود روابط قطبية في بنيته ، ولكن يجب أن يكون له أيضًا هندسة غير متماثلة. وبهذه الطريقة ، يمنع اللحظات ثنائية القطب من إلغاء بعضها البعض بشكل متجه.

عدم التماثل في جزيء الماء

يحتوي جزيء الماء على رابطين O-H. هندسة الجزيء هي الزاوي ، وهذا هو ، مع شكل "V". بحيث لا تلغي لحظات ثنائي القطب من السندات بعضها البعض ، ولكن مجموعها يحدث يشير إلى ذرة الأكسجين.

خريطة الجهد الكهربائي ل H₂أو تعكس هذا.

إذا لوحظ الجزيء الزاوي H-O-H ، فقد يطرح السؤال التالي: هل هو غير متماثل حقًا؟ إذا تم تتبع محور وهمي عبر ذرة الأكسجين ، فسيتم تقسيم الجزيء إلى نصفين متساويين: H-O | O-H.

لكن الأمر ليس كذلك إذا كان المحور الوهمي أفقيًا. عندما يقسم هذا المحور الآن الجزيء مرة أخرى إلى نصفين ، ستحتوي ذرة الأكسجين على جانب واحد ، وعلى ذريتي الهيدروجين.

بالفعل لهذا التماثل واضح من H₂أو يتوقف عن الوجود ، وبالتالي يعتبر جزيء غير متماثل.

الجزيئات القطبية

يجب أن تمتثل الجزيئات القطبية لسلسلة من الخصائص ، مثل:

-توزيع الشحنات الكهربائية في التركيب الجزيئي غير متماثل.

-وعادة ما تكون قابلة للذوبان في الماء. وذلك لأن الجزيئات القطبية يمكن أن تتفاعل مع قوى ثنائي القطب ، حيث يتميز الماء بوجود لحظة ثنائي القطب كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، ثابت العزل الكهربائي الخاص به مرتفع للغاية (78.5) ، مما يسمح له بالحفاظ على شحنات كهربائية منفصلة مما يزيد من قابلية ذوبانه.

-بشكل عام ، تحتوي الجزيئات القطبية على نقاط غليان وذوبان عالية.

تتشكل هذه القوى عن طريق تفاعل ثنائي القطب ثنائي القطب ، والقوات المشتتة في لندن وتشكيل جسور الهيدروجين.

-بسبب شحنتها الكهربائية ، يمكن للجزيئات القطبية توصيل الكهرباء.

أمثلة

SW₂

ثاني أكسيد الكبريت (SO)₂). الأكسجين لديه القدرة الكهربية 3.44 ، في حين أن الكهربية هي 2.58. لذلك ، الأكسجين أكثر كهربيًا من الكبريت. هناك نوعان من السندات S = O ، O له تهمة and- و S عبارة عن δ+.

كونه جزيء الزاوي مع S في قمة الرأس ، وتوجه لحظات ثنائي القطب في نفس الاتجاه. وبسبب ذلك ، يضيفون ، مما يجعل جزيء SO₂ كن قطبي.

CHCl₃

الكلوروفورم (HCCl)₃). هناك رابط C-H وثلاثة روابط C-Cl.

الكهربية ل C هو 2.55 ، والكهربائية لل H هو 2.2. وبالتالي ، فإن الكربون أكثر إلكترونيا من الهيدروجين ؛ وبالتالي ، سيتم توجيه عزم ثنائي القطب من H (δ +) إلى C (δ-): C^δ--H^δ+.

في حالة السندات C-Cl ، C لها القدرة الكهربية 2.55 ، في حين أن Cl تمتلك الكهربية 3.16. يتم توجيه متجه ثنائي القطب أو عزم ثنائي القطب من C إلى Cl في الروابط C الثلاثة ^δ+-الكلورين ^δ-.

امتلاك منطقة فقيرة من الإلكترونات ، حول ذرة الهيدروجين ، ومنطقة غنية بالإلكترون مكونة من ذرات الكلور الثلاثة ، CHCl₃ يعتبر جزيء قطبي.

HF

فلوريد الهيدروجين له رابطة H-F واحدة. الكهربية لـ H هي 2.22 والالكهربائية لـ F هي 3.98. لذلك ، ينتهي الفلور بأعلى كثافة للإلكترون ، وأفضل وصف للرابطة بين الذرتين هو: H^δ+-F^δ-.

NH₃

الأمونيا (NH₃) لديه ثلاث سندات N-H. الكهربية لـ N هي 3.06 والالكهربائية لـ H هي 2.22. في الروابط الثلاثة ، تتجه الكثافة الإلكترونية نحو النيتروجين ، حيث تكون أكبر بوجود لوجود زوج من الإلكترونات الحرة.

جزيء NH₃ إنه رباعي السطوح ، حيث تحتل ذرة N قمة الرأس. يتم توجيه لحظات ثنائي القطب الثلاث ، المقابلة للوصلات N-H ، في نفس الاتجاه. في نفوسهم ، تقع δ- في N ، و δ + في H. وهكذا ، فإن الروابط هي: N^δ--H^δ+.

هذه اللحظات ثنائية القطب ، وعدم تناسق الجزيء ، والزوج المجاني من الإلكترونات على النيتروجين ، تجعل الأمونيا جزيءًا شديد الاستقطاب.

الجزيئات الكبيرة مع ذرات متجانسة

عندما تكون الجزيئات كبيرة جدًا ، لم يعد من الدقة تصنيفها على أنها قطبية أو قطبية بحد ذاتها. هذا لأنه قد يكون هناك أجزاء من بنيتها ذات خصائص قطبية (غير مسعورة) وقطبية (محبة للماء).

تُعرف هذه الأنواع من المركبات باسم البرمائيات أو البرمائيات. نظرًا لأن الجزء المفصلي يمكن اعتباره ضعيفًا في الإلكترونات فيما يتعلق بالجزء القطبي ، فهناك قطبية موجودة في الهيكل ، وتعتبر المركبات البرمائية كمركبات قطبية.

يمكن أن نتوقع بشكل عام أن جزيءًا كبيرًا ذو ذرات متباينة لديه لحظات ثنائية القطبية ومعه قطبية كيميائية.

من المفهوم أن الحلقات غير المتجانسة هي تلك التي تختلف عن تلك التي تشكل الهيكل العظمي للهيكل. على سبيل المثال ، الهيكل العظمي للكربون هو الأكثر أهمية من الناحية البيولوجية ، والذرة التي تشكل الكربون (بالإضافة إلى الهيدروجين) ، تسمى ذرة مغايرة..

مراجع

1. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE التعلم.
2. بروفيسور كريشنان. (2007). المركبات القطبية وغير القطبية. كلية سانت لويس المجتمعية. تم الاسترجاع من: users.stlcc.edu
3. Murmson ، Serm. (14 مارس 2018). كيف تشرح قطبية. Sciencing. تم الاسترجاع من: sciencing.com
4. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (5 ديسمبر 2018). تعريف وأمثلة السندات القطبية (السندات القطبي السنداتية). تم الاسترجاع من: thinkco.com
5. ويكيبيديا. (2019). قطبية الكيميائية. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
6. Quimitube. (2012). الرابطة التساهمية: قطبية الرابطة والأقطاب الجزيئية. تم الاسترجاع من: quimitube.com