POLARITY (KIMIKA): POLAR MOLEKULA AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang polaryang kemikal ay isang pag-aari na nailalarawan sa pagkakaroon ng minarkahang heterogenous na pamamahagi ng mga density ng elektron sa isang molekula. Sa istruktura nito, samakatuwid, may mga negatibong sisingilin na mga rehiyon (δ-), at iba pa na positibong sisingilin (δ +), na bumubuo ng isang dipole moment.

Ang dipole moment (µ) ng bono ay isang anyo ng pagpapahayag ng polaridad ng isang molekula. Ito ay karaniwang kinakatawan bilang isang vector na ang pinagmulan ay nasa singil (+) at ang pagtatapos nito ay matatagpuan sa singil (-), bagaman ang ilang mga chemists ay kumakatawan sa mga ito nang hindi sinasadya.

Ang potensyal na mapa ng elektrostatic para sa molekula ng tubig. Pinagmulan: Benjah-bmm27 sa pamamagitan ng Wikipedia.

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng potensyal na mapa ng electrostatic para sa tubig, H ₂ O. Ang mapula-pula na rehiyon (oxygen atom) ay tumutugma sa isa na may pinakamataas na density ng elektron, at makikita rin na nakatayo ito sa mga asul na rehiyon (hydrogen atoms ).

Tulad ng pamamahagi ng sinabi ng electron density ay heterogenous, sinasabing mayroong positibo at negatibong poste. Iyon ang dahilan kung bakit pinag-uusapan natin ang tungkol sa 'polarity' ng kemikal, at dipole moment.

Sandali ng Dipole

Ang dipole moment µ ay tinukoy ng mga sumusunod na equation:

µ = δ · d

Kung saan δ ang electric singil ng bawat poste, positibo (+ δ) o negatibo (–δ), at d ang distansya sa pagitan nila.

Ang dipole moment ay karaniwang ipinahayag sa debye, na kinakatawan ng simbolo D. Ang isang coulomb · meter ay katumbas ng 2.998 · 10 ²⁹ D.

Ang halaga ng dipole sandali ng bono sa pagitan ng dalawang magkakaibang mga atom ay may kaugnayan sa pagkakaiba sa mga electronegativities ng mga atom na bumubuo ng bono.

Para sa isang molekula na maging polar, hindi sapat na magkaroon ng mga polar bond sa istruktura nito, ngunit dapat din itong magkaroon ng isang simetriko na geometry; sa paraang pinipigilan nito ang mga sandali ng dipole mula sa vectorly na pagkansela sa bawat isa.

Asymmetry sa molekula ng tubig

Ang molekula ng tubig ay may dalawang mga bono sa OH. Ang geometry ng molekula ay angular, iyon ay, hugis tulad ng isang "V"; samakatuwid, ang mga sandali ng dipole ng mga bono ay hindi kanselahin ang bawat isa, ngunit sa halip ang kabuuan ng mga ito ay ginawa na tumuturo patungo sa atom na oxygen.

Ang electrostatic potensyal na mapa para sa H ₂ O ay sumasalamin dito.

Kung ang angular molekula HOH ay sinusunod, maaaring sumulpot ang sumusunod na tanong: talagang asymmetric ba ito? Kung ang isang haka-haka na axis ay iguguhit sa pamamagitan ng atom na oxygen, ang molekula ay hahatiin sa dalawang pantay na halves: HOOH.

Ngunit, hindi ito kung pahalang ang haka-haka na axis. Kapag ang axis na ito ngayon ay naghahati sa molekula pabalik sa dalawang halves, magkakaroon ka ng oxygen ng oxygen sa isang panig, at ang dalawang mga hydrogen atoms sa kabilang.

Para sa kadahilanang ito, ang maliwanag na simetrya ng H ₂ O ay huminto na umiral, at samakatuwid ay itinuturing na isang asymmetric molek.

Mga molekulang polar

Ang mga molekulang polar ay dapat matugunan ng isang serye ng mga katangian, tulad ng:

-Distribusyon ng mga singil ng kuryente sa istruktura ng molekular ay walang simetrya.

-Ang mga ito ay karaniwang natutunaw sa tubig. Ito ay dahil ang mga molekulang polar ay maaaring makipag-ugnay sa pamamagitan ng mga dipole-dipole na puwersa, kung saan ang tubig ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang malaking dipole moment.

Bilang karagdagan, ang pare-pareho ng dielectric na ito ay napakataas (78.5), na pinapayagan itong panatilihing hiwalay ang mga singil sa koryente, na pinatataas ang solubility nito.

-Sa pangkalahatan, ang mga molekulang polar ay may mataas na mga punto ng kumukulo at natutunaw.

Ang mga puwersang ito ay binubuo ng pakikipag-ugnay ng dipole-dipole, ang mga nagkakalat na pwersa ng London at ang pagbuo ng mga bono ng hydrogen.

-Due sa kanilang mga de-koryenteng singil, ang mga polar molekula ay maaaring magsagawa ng kuryente.

Mga halimbawa

SW

Sulfur dioxide (KAYA ₂ ). Ang Oxygen ay may electronegativity na 3.44, habang ang electronegativity ng asupre ay 2.58. Samakatuwid, ang oxygen ay mas electronegative kaysa sa asupre. Mayroong dalawang S = O mga bono, ang O may isang bayad at ang S ay mayroong isang singil.

Dahil ito ay isang anggular na molekula na may S sa vertex, ang dalawang dipole sandali ay naka-orient sa parehong direksyon; at samakatuwid, nagdaragdag sila, na ginagawang polar ang SO ₂ molekula .

CHCl

Chloroform (HCCl ₃ ). May isang CH bond at tatlong C-Cl bond.

Ang electronegativity ng C ay 2.55, at ang electronegativity ng H ay 2.2. Kaya, ang carbon ay mas electronegative kaysa sa hydrogen; at samakatuwid, ang sandali ng dipole ay mai-orient mula sa H (δ +) patungo sa C (δ-): C ^δ- -H ^{δ +} .

Sa kaso ng C-Cl bond, ang C ay may electronegativity na 2.55, habang si Cl ay may electronegativity na 3.16. Ang dipole vector o dipole moment ay nakatuon mula C hanggang Cl sa tatlong C ^{δ +} -Cl ^δ- bond .

Dahil mayroong isang rehiyon na hindi maganda ang elektron sa paligid ng atom ng hydrogen at isang rehiyon na mayaman sa elektron na binubuo ng tatlong mga atomo ng klorine, ang CHCl ₃ ay itinuturing na isang polar molekula.

HF

Ang hydrogen fluoride ay may isang bond lamang na HF. Ang electronegativity ng H ay 2.22 at ang electronegativity ng F ay 3.98. Samakatuwid, ang fluorine ay nagtatapos sa pinakamataas na density ng elektron, at ang bono sa pagitan ng parehong mga atom ay pinakamahusay na inilarawan bilang: H ^{δ +} -F ^δ- .

NH

Ang Ammonia (NH ₃ ) ay may tatlong mga bono sa NH. Ang electronegativity ng N ay 3.06 at ang electronegativity ng H ay 2.22. Sa lahat ng tatlong mga bono, ang density ng elektron ay nakatuon sa nitrogen, na mas mataas sa pagkakaroon ng isang pares ng mga libreng elektron.

Ang molekulang NH ₃ ay tetrahedral, kasama ang N atom na sumasakop sa vertex. Ang tatlong mga sandali ng dipole, na naaayon sa mga bono ng NH, ay nakatuon sa parehong direksyon. Sa kanila, ang δ- ay matatagpuan sa A, at δ + sa H. Kaya, ang mga bono ay: N ^δ- -H ^{δ +} .

Ang mga sandali ng dipole na ito, ang kawalaan ng simetrya ng molekula, at ang libreng pares ng mga electron sa nitrogen, ay gumagawa ng ammonia na isang mataas na polar molekula.

Ang mga Macromolecules na may heteroatoms

Kapag ang mga molekula ay napakalaki, hindi na tiyak na maiuri ang mga ito bilang apolar o polar mismo. Ito ay dahil maaaring may mga bahagi ng istraktura nito na may parehong mga katangian ng apolar (hydrophobic) at polar (hydrophilic).

Ang mga uri ng mga compound na ito ay kilala bilang amphiphiles o amphipathics. Dahil ang bahagi ng apolar ay maaaring isaalang-alang na mahina na elektron sa mahirap na bahagi, mayroong isang polaridad na naroroon sa istraktura, at ang mga amphiphilic compound ay itinuturing na mga polar compound.

Ang isang macromolecule na may heteroatoms ay maaaring pangkalahatang inaasahan na magkaroon ng mga dipole sandali, at sa gayon ang polaridad ng kemikal.

Naiintindihan ang mga Heteroatoms na iba sa mga bumubuo sa balangkas ng istraktura. Halimbawa, ang carbon skeleton ay biologically ang pinakamahalaga sa lahat, at ang atom na kung saan ang carbon ay bumubuo ng isang bono (bilang karagdagan sa hydrogen) ay tinatawag na isang heteroatom.

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
2. Prof Krishnan. (2007). Mga compound ng polar at nonpolar. Kolehiyo ng Pamayanan ng St. Nabawi mula sa: mga gumagamit.stlcc.edu
3. Murmson, Serm. (Marso 14, 2018). Paano Ipaliwanag ang Polarity. Sciencing. Nabawi mula sa: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Disyembre 05, 2018). Kahulugan at Mga Halimbawa ng Polar Bond (Polar Covalent Bond). Nabawi mula sa: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Kakulangan sa kemikal. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
6. Quimitube. (2012). Covalent bond: bond polarity at molekular polarity. Nabawi mula sa: quimitube.com