ما هي قوات ثنائي القطب ثنائي القطب؟



ال قوات ثنائي القطب ثنائي القطب أو قوى كيسوم هي تلك التفاعلات بين الجزيئات الموجودة في الجزيئات ذات اللحظات ثنائية القطب الدائمة. إنها إحدى قوى Van der Waals ، ورغم أنها أبعد ما تكون عن أن تكون الأقوى ، إلا أنها عامل رئيسي يشرح الخصائص الفيزيائية للعديد من المركبات.

يشير المصطلح "ثنائي القطب" بشكل صريح إلى قطبين: واحد سلبي والآخر إيجابي. وبالتالي ، فإننا نتحدث عن جزيئات ثنائية القطب عندما يكون لديهم مناطق ذات الكثافة الإلكترونية العالية والمنخفضة ، وهذا ممكن فقط إذا كانت "الإلكترونات" تهاجر بشكل تفضيلي نحو ذرات معينة: الأكثر إلكترونيا.

توضح الصورة العليا تفاعلات ثنائي القطب ثنائي القطب بين جزيئين A-B مع لحظات ثنائية القطب دائمة. أيضا ، يمكن ملاحظة كيف يتم توجيه الجزيئات بحيث تكون التفاعلات فعالة. بهذه الطريقة ، المنطقة الإيجابية δ + تجذب المنطقة السلبية δ-.

وفقًا لما ذكر أعلاه ، يمكن تحديد أن هذا النوع من التفاعلات اتجاهي (على عكس تفاعلات الشحنة الأيونية). تقوم الجزيئات الموجودة في بيئتها بتوجيه أقطابها بطريقة ، على الرغم من أنها ضعيفة ، إلا أن مجموع كل هذه التفاعلات يعطي استقرارًا جزيئيًا كبيرًا للمركب.

ينتج عن ذلك مركبات (عضوية أو غير عضوية) قادرة على تشكيل تفاعلات ثنائية القطب ثنائية القطب تظهر نقاط غليان أو انصهار عالية.

مؤشر

  • 1 لحظة ثنائي القطب
    • 1.1 التماثل
    • 1.2 عدم التماثل في الجزيئات غير الخطية
  • 2 اتجاهات الأقطاب
  • 3 تفاعلات بجسور الهيدروجين
  • 4 المراجع

لحظة القطبين

إن عزم ثنائي القطب m للجزيء هو مقدار المتجه. بمعنى آخر: يعتمد ذلك على الاتجاهات التي يوجد بها تدرج قطبي. كيف ولماذا هذا التدرج تنشأ؟ تكمن الإجابة في الروابط وفي الطبيعة الجوهرية لذرات العناصر.

على سبيل المثال ، في الصورة العليا أ أكثر إلكترونياً من B ، لذلك في الرابط A-B توجد أعلى كثافة إلكترون حول A.

من ناحية أخرى ، B "تتخلى" عن سحابة الإلكترونية ، وبالتالي ، فهي محاطة بمنطقة فقيرة في الإلكترونات. هذا الاختلاف في الكهربية بين A و B يخلق التدرج القطبي.

نظرًا لأن إحدى المناطق غنية بالإلكترونات (δ-) بينما تكون المنطقة الأخرى فقيرة الإلكترون (δ +) ، يظهر القطبان ، اللذين ينتجان ، حسب المسافة بينهما ، أحجام مختلفة من μ ، والتي يتم تحديدها لكل مركب.

تناظر

إذا كان جزيء مركب معين يحتوي على μ = 0 ، فيُقال إنه جزيء أحادي القطب (حتى لو كان يحتوي على تدرجات قطبية).

لفهم كيف يلعب التناظر - وبالتالي الهندسة الجزيئية - دورًا مهمًا في هذه المعلمة ، من الضروري النظر مرة أخرى في ارتباط A-B.

نظرًا لاختلاف دينامياتها الإلكترونية ، هناك مناطق محددة غنية وفقيرة في الإلكترونات.

ماذا لو كانت الروابط A-A أو B-B؟ في هذه الجزيئات لن تكون هناك لحظة ثنائي القطب ، حيث تجذب كلتا الذرتين لهما بنفس الطريقة التي تجذب بها إلكترونات الرابطة (رابطة تساهمية مائة بالمائة).

كما يتضح في الصورة ، لا يوجد في جزيء A-A ولا في جزيء B-B مناطق غنية أو فقيرة الإلكترون (أحمر وأزرق) تمت ملاحظتها الآن. هنا نوع آخر من القوات هي المسؤولة عن التماسك2 و ب2: التفاعلات ثنائية القطب المستحث ، والمعروفة أيضًا باسم قوات لندن أو قوات التشتت.

على العكس من ذلك ، إذا كانت الجزيئات من النوع AOA أو BOB ، فسيحدث تنافر بين أقطابها لأن لها نفس الشحنات:

لا تسمح مناطق δ + لجزيئين BOB بالتفاعل الفعال ثنائي القطب. يحدث الشيء نفسه بالنسبة لمناطق δ- لجزيئين AOA. أيضا ، كل من أزواج الجزيئات لها μ = 0. يتم إلغاء التدرج الاستقطابي O-A بشكل متجه مع السند A-O.

وبالتالي ، تدخل قوات التشتت في زوج AOA و BOB ، بسبب عدم وجود اتجاه فعال للثنائيات..

عدم التماثل في الجزيئات غير الخطية

أبسط الحالات هي حالة جزيء التليف الكيسي4 (أو اكتب CX4). هنا ، C لديها هندسة جزيئية رباعية السطوح والمناطق الغنية بالإلكترون هي في القمم ، وتحديداً على ذرات F.

يتم إلغاء التدرج القطبي C-F في أي من اتجاهات رباعي الاسطح ، مما تسبب في مجموع المتجه لكل هذه يساوي 0.

وهكذا ، على الرغم من أن مركز رباعي السطوح موجب للغاية (δ +) ورؤوسه سالبة للغاية (δ-) ، لا يمكن لهذا الجزيء أن يشكل تفاعلات ثنائية القطب ثنائية القطب مع جزيئات أخرى.

اتجاهات ثنائيات الاقطاب

في حالة الجزيئات الخطية A-B ، يتم توجيهها بطريقة تجعلها أكثر تفاعلات ثنائية القطب ثنائية القطب كفاءة (كما هو موضح في الصورة أعلاه). ما سبق ينطبق بنفس الطريقة على الأشكال الهندسية الجزيئية الأخرى ؛ على سبيل المثال ، الزاوي في حالة عدم وجود جزيئات2.

وبالتالي ، تحدد هذه التفاعلات ما إذا كان المركب A-B هو غاز أو سائل أو صلب في درجة حرارة الغرفة.

في حالة المركبات أ2 و ب2 (تلك من القطع البيضاوية الأرجواني) ، فمن المحتمل جدا أن تكون الغازية. ومع ذلك ، إذا كانت ذراتها ضخمة جدًا ويمكن استقطابها بسهولة (مما يزيد من قوة لندن) ، فقد يكون كلا المركبين صلبًا أو سائلًا.

كلما كانت تفاعلات ثنائي القطب أقوى ، زاد التماسك بين الجزيئات ؛ بنفس الطريقة ، ستكون نقاط انصهار وغليان المركب أعلى. وذلك لأن هناك حاجة لدرجات حرارة أعلى "لكسر" هذه التفاعلات.

من ناحية أخرى ، تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تهتز الجزيئات وتدويرها وتحريكها بشكل متكرر. هذا "التحريض الجزيئي" يضعف اتجاهات الأقطاب الثنائية ، وبالتالي تضعف القوى الجزيئية للمركب.

تفاعلات الجسور الهيدروجينية

في الصورة العليا ، تظهر خمسة جزيئات ماء تتفاعل مع روابط الهيدروجين. هذا هو نوع خاص من تفاعلات ثنائي القطب ثنائي القطب. تحتل المنطقة الفقيرة بالالكترون ح. والمنطقة الغنية بالإلكترون (δ-) تحتلها ذرات عالية النبض الكهربائي N و O و F.

أي أن الجزيئات ذات ذرات N و O و F المرتبطة بـ H يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية.

وبالتالي ، فإن روابط الهيدروجين هي O-H-O و N-H-N و F-H-F و O-H-N و N-H-O ، إلخ. تقدم هذه الجزيئات لحظات ثنائية القطب دائمة ومكثفة للغاية ، والتي توجهها بشكل صحيح إلى "الاستفادة القصوى من هذه الجسور".

إنها أضعف بقوة من أي رابطة تساهمية أو أيونية. على الرغم من أن مجموع جميع روابط الهيدروجين في مرحلة المركب (صلبة أو سائلة أو غازية) يجعلها تظهر خواص تعرّفها على أنها فريدة من نوعها.

على سبيل المثال ، هذه هي حالة المياه ، حيث تكون جسور الهيدروجين مسؤولة عن نقطة الغليان العالية والتي تكون في حالة الجليد أقل كثافة من الماء السائل ؛ السبب في أن الجبال الجليدية تطفو في البحار.

مراجع

  1. قوات ثنائي القطب ثنائي القطب. تم الاسترجاع في 30 مايو 2018 ، من: chem.purdue.edu
  2. التعلم بلا حدود. قوة ثنائي القطب ثنائي القطب. تم الاسترجاع في 30 مايو 2018 ، من: courses.lumenlearning.com
  3. جنيفر روشار (2016). قوات ثنائي القطب ثنائي القطب. تم الاسترجاع في 30 مايو 2018 ، من: sophia.org
  4. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (3 مايو ، 2018). ما هي أمثلة الرابطة الهيدروجينية? تم الاسترجاع في 30 مايو 2018 ، من: thinkco.com
  5. ماثيوز ، ك. ، فان هولد ، ك. وأهيرن ، ك. (2002) الكيمياء الحيوية. الطبعة الثالثة. أديسون ويسلي لونجمان ، إنك ، ص 33.
  6. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE التعلم ، ص 450-452.
  7. مستخدم Qwerter. (16 أبريل 2011). 3D السندات الهيدروجين نموذج في المرحاض. [الشكل]. تم الاسترجاع في 30 مايو 2018 ، من: commons.wikimedia.org