Molekul dan contoh kutub kutub (kimia)



The polariti kimia ia adalah harta yang dicirikan oleh kehadiran suatu distribusi heterogen ketumpatan elektronik dalam molekul. Oleh itu, dalam strukturnya, terdapat kawasan-kawasan yang bercas negatif (δ-), dan yang lain dikenakan secara positif (δ +), menghasilkan momen dipolar.

Momen dipol (μ) dari pautan adalah satu bentuk ungkapan polaritas molekul. Ia biasanya diwakili sebagai vektor yang asalnya terdapat dalam beban (+) dan ujungnya terletak pada beban (-), walaupun beberapa bahan kimia mewakilinya dengan cara yang terbalik.

Dalam imej atas peta potensi elektrostatik untuk air, H2O. Rantau kemerahan (atom oksigen) sepadan dengan salah satu kepadatan elektronik yang lebih besar, dan di samping itu dapat dilihat bahawa ia menonjol di kawasan biru (atom hidrogen).

Oleh kerana pengedaran kepadatan elektronik ini adalah heterogen, dikatakan terdapat tiang positif dan negatif. Itulah sebabnya kita bercakap mengenai 'polariti' kimia, dan untuk saat ini dipolar.

Indeks

  • 1 momen dipolar
    • 1.1 Asimetri dalam molekul air
  • 2 molekul kutub
  • 3 Contoh
    • 3.1 SO2
    • 3.2 CHCl3
    • 3.3 HF
    • 3.4 NH3
    • 3.5 Macromolekul dengan heteroatoms
  • 4 Rujukan

Momen Dipolar

Momen dipol μ ditakrifkan oleh persamaan berikut:

μ = δ ·d

Di mana δ adalah cas elektrik bagi setiap tiang, positif (+ δ) atau negatif (-δ), dan d  adalah jarak antara mereka.

Momen dipol biasanya dinyatakan dalam debye, diwakili oleh simbol D. Meter coulomb sama dengan 2,998 · 1029 D.

Nilai momen dipole bagi ikatan antara dua atom yang berbeza, adalah berkaitan dengan perbezaan elektronegativiti atom-atom yang membentuk pautan.

Untuk molekul menjadi kutub ia tidak cukup untuk mempunyai hubungan kutub dalam strukturnya, tetapi ia juga mesti mempunyai geometri asimetrik; dengan cara sedemikian, bahawa ia menghalang momen-molar dipolar daripada membatalkan satu sama lain secara vektori.

Asimetri dalam molekul air

Molekul air mempunyai dua ikatan O-H. Geometri molekul adalah sudut, iaitu, dengan bentuk "V"; supaya momen-momen dipole bagi ikatan tidak membatalkan satu sama lain, tetapi jumlahnya berlaku menunjuk kepada atom oksigen.

Peta potensi elektrostatik untuk H2Atau terangkan ini.

Jika molekul sudut H-O-H diperhatikan, soalan berikut mungkin timbul: adakah ia benar-benar tidak simetris? Jika paksi khayalan ditelusuri melalui atom oksigen, molekul akan dibahagikan kepada dua bahagian yang sama: H-O | O-H.

Tetapi, tidak seperti itu jika paksi khayalan adalah mendatar. Apabila paksi ini membahagikan molekul itu lagi ke dalam dua bahagian, ia akan mempunyai atom oksigen di satu pihak, dan di bahagian lain dua atom hidrogen.

Sudah untuk ini simetri jelas H2Atau ia tidak lagi wujud, dan oleh itu dianggap sebagai molekul asimetrik.

Molekul kutub

Molekul kutub mesti mematuhi beberapa ciri-ciri, seperti:

-Pengagihan caj elektrik dalam struktur molekul adalah asimetrik.

-Mereka biasanya larut dalam air. Ini kerana molekul kutub boleh berinteraksi dengan daya dipole-dipole, di mana air dicirikan dengan mempunyai momen dipol besar.

Di samping itu, pemalar dielektriknya sangat tinggi (78.5), yang membolehkan ia mengekalkan caj elektrik berasingan yang meningkatkan kelarutannya.

-Secara umum, molekul kutub mempunyai titik mendidih dan lebur yang tinggi.

Kuasa-kuasa ini dibentuk oleh interaksi dipole-dipole, daya dispersive London dan pembentukan jambatan hidrogen.

-Oleh kerana cas elektriknya, molekul kutub dapat menjalankan elektrik.

Contohnya

SO2

Sulfur dioksida (SO)2). Oksigen mempunyai elektronegativiti 3.44, manakala elektronegativiti sulfur adalah 2.58. Oleh itu, oksigen adalah lebih banyak elektronegatif daripada belerang. Terdapat dua ikatan S = O, O mempunyai muatan δ- dan S a charge δ+.

Menjadi molekul sudut dengan S di puncak, kedua-dua momen dipolar berorientasikan arah yang sama; dan kerana itu, mereka menambah, menjadikan molekul SO2 menjadi kutub.

CHCl3

Chloroform (HCCl3). Terdapat pautan C-H dan tiga pautan C-Cl.

Elektronegativiti C ialah 2.55, dan elektronegativiti H ialah 2.2. Oleh itu, karbon lebih banyak elektronegatif daripada hidrogen; dan oleh itu, momen dipol akan berorientasikan dari H (δ +) ke C (δ-): Cδ--Hδ+.

Dalam kes bon C-Cl, C mempunyai elektronegativiti dari 2.55, manakala Cl mempunyai elektronegativiti dari 3.16. Vektor dipol atau momen dipol berorientasikan dari C ke Cl dalam tiga c Bonds δ+-Cl δ-.

Mempunyai rantau elektron yang lemah, di sekitar atom hidrogen, dan kawasan kaya elektron yang terdiri daripada tiga atom klorin, CHCl3 Ia dianggap sebagai molekul polar.

HF

Hidrogen fluorida mempunyai ikatan H-F tunggal. Elektronegativiti H ialah 2.22 dan elektronegativiti F ialah 3.98. Oleh itu, fluorin berakhir dengan ketumpatan elektron tertinggi, dan ikatan antara kedua-dua atom digambarkan sebagai: Hδ+-Fδ-.

NH3

Ammonia (NH3) mempunyai tiga ikatan N-H. Elektronegativiti N ialah 3.06 dan elektronegativiti H ialah 2.22. Dalam ketiga-tiga pautan, ketumpatan elektronik berorientasikan ke arah nitrogen, yang lebih besar dengan kehadiran sepasang elektron bebas.

Molekul NH3 ia adalah tetrahedral, dengan atom N menduduki puncak. Tiga momen dipol, sepadan dengan pautan N-H, berorientasikan arah yang sama. Di dalamnya, δ- terletak di N, dan δ + di H. Oleh itu, pautannya ialah: Nδ--Hδ+.

Momen-momen dipolar ini, asimetri molekul, dan pasangan bebas elektron pada nitrogen, menjadikan ammonia sebagai molekul yang sangat polar.

Makromolekul dengan heteroatoms

Apabila molekulnya sangat besar, ia tidak lagi tepat untuk mengklasifikasikannya sebagai apolar atau kutub dalam diri mereka. Ini kerana mungkin ada bahagian strukturnya dengan kedua-dua apoptik (hidrofobik) dan polar (hidrofilik).

Jenis-jenis sebatian ini dikenali sebagai amphiphiles atau amphipati. Kerana bahagian apolar dapat dipertimbangkan sebagai elektron yang lemah dengan bahagian kutub, ada polaritas yang ada dalam strukturnya, dan sebatian amphipilik itu dianggap sebagai sebatian polar.

Ia boleh dijangkakan secara umum bahawa makromolekul dengan heteroatoms mempunyai momen-momen dipol, dan dengan itu, polariti kimia.

Heteroatoms difahami bahawa mereka yang berbeza daripada mereka yang membentuk rangka struktur. Sebagai contoh, rangka karbon adalah biologi yang paling penting dari semua, dan atom yang membentuk karbon (sebagai tambahan kepada hidrogen), dipanggil atom hetero..

Rujukan

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Ed ed.). Pembelajaran CENGAGE.
  2. Prof. Krishnan. (2007). Sebatian kutub dan nonpolar. Kolej Komuniti St. Louis. Diperolehi daripada: users.stlcc.edu
  3. Murmson, Serm. (14 Mac, 2018). Cara Terangkan Polariti. Saintifik. Diperolehi daripada: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 Disember, 2018). Definisi dan Contoh Polar Bond (Bon Covalent Polar). Diperolehi daripada: thoughtco.com
  5. Wikipedia. (2019). Polariti kimia. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
  6. Quimitube (2012). Ikatan kovalen: polaritas ikatan dan polariti molekul. Diperolehi daripada: quimitube.com