ANO ANG MGA PWERSA NG DIPOLE DIPOLE? - CHEMISTRY - 2025

Ang mga puwersa ng dipole dipole o mga pwersa ng Keesom ay ang mga intermolecular na pakikipag-ugnay na naroroon sa mga molekula na may permanenteng dipole moment. Ito ay isa sa mga puwersa ng Van der Waals at, bagaman malayo ito sa pinakamalakas, ito ay isang pangunahing kadahilanan na nagpapaliwanag sa mga pisikal na katangian ng maraming mga compound.

Ang salitang "dipole" ay malinaw na tumutukoy sa dalawang mga poste: ang isang negatibo at isang positibo. Sa gayon, pinag-uusapan natin ang mga molekula ng dipole kapag tinukoy nila ang mga rehiyon ng mataas at mababang mga electron density, na posible lamang kung ang mga electron ay mas gusto na "lumipat" patungo sa ilang mga atomo: ang pinaka electronegative.

Ang itaas na imahe ay naglalarawan ng mga pakikipag-ugnay ng dipole-dipole sa pagitan ng dalawang molekula ng AB na may permanenteng dipole moment. Gayundin, mapapansin kung paano nakatuon ang mga molekula upang ang mga pakikipag-ugnay ay mabisa. Sa gayon, ang positibong rehiyon δ + ay nakakaakit ng negatibong rehiyon δ-.

Ayon sa nabanggit, maaari itong tukuyin na ang ganitong uri ng pakikipag-ugnay ay patnubay (hindi tulad ng mga pakikipag-ugnay sa singil ng ionic). Ang mga molekula sa kanilang kapaligiran ay nakatuon sa kanilang mga poste sa paraang, bagaman mahina sila, ang kabuuan ng lahat ng mga pakikipag-ugnay na ito ay nagbibigay ng tambalang mahusay na intermolecular na katatagan.

Nagreresulta ito sa mga compound na iyon (organic o diorganic) na may kakayahang bumubuo ng mga interaksiyong dipole-dipole na nagpapakita ng mataas na mga puntos na kumukulo o natutunaw.

Sandali ng Dipole

Ang dipole moment µ ng isang molekula ay isang dami ng vector. Sa madaling salita: nakasalalay ito sa mga direksyon kung saan mayroong gradient na polarity. Paano at bakit nagmula ang gradient na ito? Ang sagot ay namamalagi sa mga bono at sa intrinsic na likas ng mga atomo ng mga elemento.

Halimbawa, sa itaas na imahe A ay mas electronegative kaysa sa B, kaya sa bono ng AB ang pinakamataas na density ng elektron ay matatagpuan sa paligid ng A.

Sa kabilang banda, ang B ay "sumuko" ng electron cloud at, samakatuwid, ay napapalibutan ng isang rehiyon ng mahinang elektron. Ang pagkakaiba-iba ng mga electronegativities sa pagitan ng A at B ay lumilikha ng gradient ng polarity.

Dahil ang isang rehiyon ay mayaman sa mga electron (δ-) habang ang iba ay mahirap sa mga electron (δ +), lumilitaw ang dalawang mga poste, na, depende sa distansya sa pagitan nila, nagmula sa iba't ibang mga magnitude ng µ, na natutukoy para sa bawat tambalan .

Kagamitan

Kung ang isang molekula ng isang tiyak na tambalan ay may µ = 0, kung gayon masasabing isang apolar molekula (kahit na mayroon itong mga gradients ng polarity).

Upang maunawaan kung paano ang simetrya - at samakatuwid ang molekular na geometry - ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa parameter na ito, kinakailangan na isaalang-alang muli ang bono ng AB.

Dahil sa pagkakaiba-iba ng kanilang mga electronegativities, may mga tinukoy na mga rehiyon na mayaman at mahirap sa mga electron.

Paano kung ang mga link ay AA o BB? Sa mga molekulang ito ay walang dipole moment, dahil ang parehong mga atomo ay umaakit patungo sa kanila sa parehong paraan ang mga electron ng bono (isang daang porsyento na covalent bond).

Tulad ng makikita sa imahe, alinman sa AA o ang molekula ng BB ngayon ay nagpapakita ng mga rehiyon na mayaman o mahirap sa mga electron (pula at asul). Narito ang isa pang uri ng puwersa ay responsable para sa paghawak ng A ₂ at B _{2 na magkasama} : sapilitan na mga pakikipag-ugnay sa dipole-dipole, na kilala rin bilang mga puwersa ng London o mga pwersa ng pagkakalat.

Sa kabilang banda, kung ang mga molekula ay uri ng AOA o BOB, magkakaroon ng mga pagtanggi sa pagitan ng kanilang mga pole dahil may pantay silang singil:

Ang mga rehiyon ng δ + ng dalawang molekulang BOB ay hindi pinapayagan ang mahusay na pakikipag-ugnay ng dipole-dipole; ang parehong nangyayari para sa mga rehiyon ng dalawang molekula ng AOA. Gayundin, ang parehong mga pares ng mga molekula ay mayroong µ = 0. Ang polarity gradient OA ay vectorially na nakansela kasama ang bond na AO.

Dahil dito, ang mga puwersa ng pagpapakalat ay naglalaro din sa pares ng AOA at BOB, dahil sa kawalan ng epektibong orientation ng mga dipoles.

Asymmetry sa mga nonlinear molecules

Ang pinakasimpleng kaso ay ang CF _{4 na} molekula (o ang uri ng CX ₄ ). Dito, ang C ay may isang tetrahedral na molekular na geometry at mga rehiyon na mayaman sa elektron ay matatagpuan sa mga vertice, partikular sa mga electronegative atoms ng F.

Ang polarity gradient CF cancels sa alinman sa mga direksyon ng tetrahedron, na nagiging sanhi ng kabuuan ng vector kabuuan ng lahat ng ito.

Kaya, bagaman ang sentro ng tetrahedron ay napaka positibo (δ +) at ang mga vertice nito ay napaka-negatibo (δ-), ang molekula na ito ay hindi maaaring bumuo ng mga pakikipag-ugnay ng dipole-dipole sa iba pang mga molekula.

Mga orientation ng dipoles

Sa kaso ng mga linear AB na molekula, nakatuon sila sa paraang nabuo nila ang pinaka mahusay na mga pakikipag-ugnay na dipole-dipole (tulad ng ipinapakita sa imahe sa itaas). Ang nasa itaas ay naaangkop sa parehong paraan para sa iba pang mga molekular na geometry; halimbawa, angular sa kaso ng WALANG ₂ molekula .

Kaya, ang mga pakikipag-ugnay na ito ay tumutukoy kung ang tambalang AB ay isang gas, isang likido, o isang solid sa temperatura ng silid.

Sa kaso ng mga compound A ₂ at B ₂ (sa mga lilang ellipses), malamang na ang mga ito ay napakarumi. Gayunpaman, kung ang mga atomo nito ay napakalaki at madaling makakabalisa (na pinatataas ang mga puwersa ng London), kung gayon ang parehong mga compound ay maaaring maging solid o likido.

Ang mas malakas na mga pakikipag-ugnay ng dipole-dipole, mas malaki ang pagkakaisa sa pagitan ng mga molekula; Gayundin, mas mataas ang natutunaw at kumukulo na mga punto ng tambalan. Ito ay dahil ang mas mataas na temperatura ay kinakailangan upang "masira" ang mga pakikipag-ugnay na ito.

Sa kabilang banda, ang isang pagtaas sa temperatura ay nagiging sanhi ng mga molekula na manginig, umiikot at gumagalaw nang mas madalas. Ang "molecular agitation" na ito ay pinipigilan ang mga orientation ng mga dipoles at samakatuwid ang mga intermolecular na puwersa ng compound ay humina.

Mga pakikipag-ugnay sa bono ng hydrogen

Sa itaas na imahe limang mga molekula ng tubig ay ipinapakita na nakikipag-ugnay sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen. Ito ay isang espesyal na uri ng mga pakikipag-ugnay ng dipole-dipole. Ang rehiyon ng mahinang elektron ay nasakop ng H; at ang rehiyon na mayaman sa elektron (δ-) ay sinakop ng mga mataas na electronegative atoms N, O, at F.

Iyon ay, ang mga molekula na may mga atom na N, O, at F na nakagapos sa H ay maaaring makabuo ng mga bono ng hydrogen.

Sa gayon, ang mga bono ng hydrogen ay OHO, NHN at FHF, OHN, NHO, atbp. Ang mga molekulang ito ay may permanenteng at napaka matindi na mga sandali ng dipole, na inayos ang mga ito nang tama upang "samantalahin" ng mga tulay na ito.

Masigla silang mahina kaysa sa anumang kovalent o ionic bond. Bagaman, ang kabuuan ng lahat ng mga bono ng hydrogen sa yugto ng isang tambalan (solid, likido o gas) ay ginagawang exhibit ang mga katangian na tumutukoy sa ito bilang natatangi.

Halimbawa, ang kaso ng tubig, na ang mga bono ng hydrogen ay may pananagutan para sa mataas na punto ng kumukulo at para sa hindi gaanong siksik sa estado ng yelo kaysa sa likidong tubig; dahilan kung bakit lumulutang ang mga iceberg sa dagat.

Mga Sanggunian

1. Mga Lakas ng Dipole-Dipole. Nakuha noong Mayo 30, 2018, mula sa: chem.purdue.edu
2. Walang hanggan sa Pag-aaral. Dipole-Dipole Force. Nakuha noong Mayo 30, 2018, mula sa: courses.lumenlearning.com
3. Jennifer Roushar. (2016). Mga Lakas ng Dipole-Dipole. Nakuha noong Mayo 30, 2018, mula sa: sophia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (May 3, 2018). Ano ang Mga Halimbawa ng Pagsasama sa Hydrogen? Nakuha noong Mayo 30, 2018, mula sa: thoughtco.com
5. Mathews, CK, Van Holde, KE at Ahern, KG (2002) Biochemistry. Ikatlong edisyon. Addison Wesley Longman, Inc., P 33.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral, p 450-452.
7. User Qwerter. (Abril 16, 2011). 3D modelo ng hydrogen bond sa banyo. . Nakuha noong Mayo 30, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org