Polaritātes (ķīmijas) polārās molekulas un piemēri



The ķīmiskā polaritāte tā ir īpašība, kas raksturīga ar izteiktu heterogēnu elektronisko blīvumu sadalījumu molekulā. Tāpēc tās struktūrā ir reģioni, kas ir negatīvi uzlādēti (δ-), un citi pozitīvi uzlādēti (δ +), radot dipolāru momentu.

Saites dipola moments (μ) ir molekulas polaritātes izpausmes forma. Tā parasti tiek attēlota kā vektors, kura izcelsme atrodama slodzē (+), un tā gals atrodas slodzē (-), lai gan dažas ķīmiskās vielas to attēlo apgrieztā veidā.

Augšējā attēlā - elektrostatiskā ūdens karte, H2O. Sarkanais reģions (skābekļa atoms) atbilst lielākam elektroniskajam blīvumam, turklāt redzams, ka tas izceļas zilajos reģionos (ūdeņraža atomi).

Tā kā šī elektroniskā blīvuma sadalījums ir neviendabīgs, ir teikts, ka ir pozitīvs un negatīvs pols. Tāpēc mēs runājam par ķīmisko “polaritāti” un šobrīd dipolāru.

Indekss

  • 1 dipolārs moments
    • 1.1 Asimetrija ūdens molekulā
  • 2 Polārās molekulas
  • 3 Piemēri
    • 3.1. SO2
    • 3,2 CHCl3
    • 3.3 HF
    • 3.4 NH3
    • 3.5. Makromolekulas ar heteroatomiem
  • 4 Atsauces

Dipolar Moment

Dipola moments μ ir definēts ar šādu vienādojumu:

μ = δ ·d

Kur δ ir katras polu elektriskā uzlāde, pozitīva (+ δ) vai negatīvā (-δ), un d  ir attālums starp tiem.

Dipola momentu parasti izsaka debjē, ko apzīmē ar simbolu D. Coulomb metrs ir 2 998 · 1029 D.

Dipola momenta saikne starp diviem dažādiem atomiem ir atkarīga no atomu elektronegativitātes atšķirības, kas veido saiti.

Lai molekula būtu polāra, nepietiek ar to, ka tās struktūrā ir polārās saites, bet tai ir jābūt arī asimetriskai ģeometrijai; tādā veidā, ka tas neļauj dipolāriem momentiem atcelt otru vektoriāli.

Asimetrija ūdens molekulā

Ūdens molekulā ir divas O-H saites. Molekulas ģeometrija ir leņķa, tas ir, ar "V" formu; tā, ka obligāciju dipola momenti neatceļ viens otru, bet to summa notiek, norādot uz skābekļa atomu.

H elektrostatiskā potenciāla karte2Vai arī atspoguļojiet to.

Ja tiek novērota leņķiskā molekula H-O-H, var rasties šāds jautājums: vai tas tiešām ir asimetrisks? Ja caur skābekļa atomu tiek izsekota iedomātā ass, molekula tiks sadalīta divās vienādās daļās: H-O | O-H.

Bet tas nav tā, ja iedomātā ass ir horizontāla. Kad šī ass atdala molekulu atkal divās daļās, vienā pusē būs skābekļa atoms, bet otrā - divi ūdeņraža atomi..

Jau tam ir redzama H simetrija2Vai arī tā vairs nepastāv, tāpēc to uzskata par asimetrisku molekulu.

Polāras molekulas

Polārajām molekulām jāatbilst virknei īpašību, piemēram:

-Elektrisko lādiņu sadalījums molekulārajā struktūrā ir asimetrisks.

-Tās parasti šķīst ūdenī. Tas ir tāpēc, ka polārās molekulas var mijiedarboties ar dipola-dipola spēkiem, kur ūdenim ir raksturīgs liels dipola moments.

Turklāt tā dielektriskā konstante ir ļoti augsta (78,5), kas ļauj uzturēt atsevišķus elektriskos lādiņus, kas palielina tā šķīdību..

-Kopumā polārajām molekulām ir augsts viršanas un kušanas punkts.

Šos spēkus veido dipola-dipola, Londonas dispersijas spēku un ūdeņraža tiltu veidošanās mijiedarbība..

-Sakarā ar elektrisko uzlādi polārās molekulas var vadīt elektrību.

Piemēri

SO2

Sēra dioksīds (SO)2). Skābekļa elektronegativitāte ir 3,44, savukārt sēra elektronegativitāte ir 2,58. Tāpēc skābeklis ir vairāk elektronegatīvs nekā sērs. Ir divas saites S = O, O, kurām ir lādiņš δ - un S ir maksas δ+.

Būdami leņķveida molekula ar S virsotnē, divi dipolārie momenti ir orientēti vienā virzienā; un tāpēc viņi pievieno, padarot SO molekulu2 būt polāriem.

CHCl3

Hloroforms (HCCl)3). Ir C-H saite un trīs C-Cl saites.

C elektronizācija ir 2,55, un H elektronegativitāte ir 2.2. Tādējādi ogleklis ir vairāk elektronegatīvs nekā ūdeņradis; un tādēļ dipola moments tiks orientēts no H (δ +) līdz C (δ-): Cδ--Hδ+.

C-Cl saistībām C ir elektronegativitāte 2,55, savukārt Cl ir elektronegativitāte 3,16. Dipola vektors vai dipola moments ir orientēts no C līdz Cl trijās C ​​saitēs δ+-Cl δ-.

Ir zems elektronu apgabals ap ūdeņraža atomu un elektronu bagāts reģions, kas sastāv no trim hlora atomiem, CHCl3 To uzskata par polāro molekulu.

HF

Ūdeņraža fluorīdam ir viena H-F saite. H elektronegativitāte ir 2.22 un F elektronegativitāte ir 3,98. Tāpēc fluors nonāk ar augstāko elektronu blīvumu, un saikne starp abiem atomiem vislabāk ir aprakstīta kā: Hδ+-Fδ-.

NH3

Amonjaks (NH. \ T3) ir trīs N-H obligācijas. N elektronegativitāte ir 3,06, un H elektronegativitāte ir 2.22. Trijās saitēs elektroniskais blīvums ir orientēts uz slāpekli, kas ir vēl lielāks par brīvu elektronu pāri.

NH molekula3 tā ir tetraedriska, ar N atomu ieņem virsotni. Trīs dipola momenti, kas atbilst N-H saitēm, ir orientēti tajā pašā virzienā. Tajos δ- atrodas N un δ + H. Tādējādi saites ir: Nδ--Hδ+.

Šie dipolārie momenti, molekulas asimetrija un brīvais elektronu pāris uz slāpekļa padara amonjaku par ļoti polāru molekulu..

Makromolekulas ar heteroatomiem

Ja molekulas ir ļoti lielas, vairs nav precīzi klasificēt tās kā apolāru vai polāru. Tas ir tāpēc, ka var būt tās struktūras daļas gan ar apolāriem (hidrofobiem), gan polāriem (hidrofiliem) raksturlielumiem..

Šāda veida savienojumi ir pazīstami kā amfifīli vai amfipāti. Tā kā apolārā daļa elektronos var tikt uzskatīta par sliktu attiecībā pret polāro daļu, struktūrā ir polaritāte, un amfifilie savienojumi tiek uzskatīti par polāriem savienojumiem..

Kopumā var sagaidīt, ka makromolekulā ar heteroatomiem ir dipola momenti un ar to ķīmiskā polaritāte..

Heteroatomus saprot kā tādus, kas atšķiras no tiem, kas veido struktūras skeletu. Piemēram, oglekļa skelets ir bioloģiski vissvarīgākais, un atoms, ar kuru tas veido oglekli (papildus ūdeņradim), tiek saukts par heteroatomu..

Atsauces

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Ķīmija (8. izdevums). CENGAGE Learning.
  2. Prof. Krishnan. (2007). Polārie un nepolārie savienojumi. St. Louis kopienas koledža. Saturs iegūts no: users.stlcc.edu
  3. Murmson, Serm. (2018. gada 14. marts). Kā izskaidrot polaritāti. Science. Saturs iegūts no: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 5. decembris). Polāro obligāciju definīcija un piemēri (polārā kovalentā obligācija). Saturs iegūts no: thinkco.com
  5. Vikipēdija. (2019). Ķīmiskā polaritāte. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  6. Quimitube (2012). Kovalentā saite: saiknes polaritāte un molekulārā polaritāte. Saturs iegūts no: quimitube.com