Các phân tử phân cực (hóa học) và các ví dụ



các phân cực hóa học nó là một tính chất được đặc trưng bởi sự hiện diện của sự phân bố không đồng nhất về mật độ điện tử trong một phân tử. Do đó, trong cấu trúc của nó, có các vùng tích điện âm (-) và các vùng khác tích điện dương (+), tạo ra một khoảnh khắc lưỡng cực.

Khoảnh khắc lưỡng cực (μ) của liên kết là một dạng biểu hiện tính phân cực của một phân tử. Nó thường được biểu diễn dưới dạng một vectơ có nguồn gốc được tìm thấy trong tải (+) và phần cuối của nó nằm ở tải (-), mặc dù một số hóa chất thể hiện nó theo cách nghịch đảo.

Trong hình trên bản đồ tiềm năng tĩnh điện cho nước, H2O. Vùng màu đỏ (nguyên tử oxy) tương ứng với mật độ điện tử lớn hơn, và ngoài ra có thể thấy rằng nó nổi bật trên vùng màu xanh lam (nguyên tử hydro).

Do sự phân bố mật độ điện tử này không đồng nhất, người ta nói rằng có cực dương và cực âm. Đó là lý do tại sao chúng ta nói về 'cực' hóa học, và trong thời điểm lưỡng cực.

Chỉ số

  • 1 khoảnh khắc lưỡng cực
    • 1.1 Sự bất đối xứng trong phân tử nước
  • 2 phân tử cực
  • 3 ví dụ
    • 3,1 SO2
    • 3.2 CHCl3
    • 3,3 HF
    • 3,4 NH3
    • 3.5 Các đại phân tử có dị hợp tử
  • 4 tài liệu tham khảo

Khoảnh khắc lưỡng cực

Khoảnh khắc lưỡng cực được xác định theo phương trình sau:

μ = δ ·d

Trong đó là điện tích của mỗi cực, dương (+) hoặc âm (-δ) và d  là khoảng cách giữa họ.

Khoảnh khắc lưỡng cực thường được biểu thị bằng debye, được biểu thị bằng ký hiệu D. Một mét coulomb bằng 2,998 · 1029 D.

Giá trị của mômen lưỡng cực của liên kết giữa hai nguyên tử khác nhau, liên quan đến sự khác biệt về độ âm điện của các nguyên tử tạo thành liên kết.

Để một phân tử có cực, nó không đủ để có các liên kết cực trong cấu trúc của nó, nhưng nó cũng phải có hình dạng bất đối xứng; theo cách như vậy, nó ngăn không cho các khoảnh khắc lưỡng cực triệt tiêu lẫn nhau.

Sự bất đối xứng trong phân tử nước

Phân tử nước có hai liên kết O - H. Hình dạng của phân tử là góc, nghĩa là có hình chữ "V"; để các khoảnh khắc lưỡng cực của các liên kết không triệt tiêu lẫn nhau, nhưng tổng của chúng diễn ra chỉ vào nguyên tử oxy.

Bản đồ tiềm năng tĩnh điện cho H2Hoặc phản ánh điều này.

Nếu quan sát thấy phân tử góc H-O-H, câu hỏi sau đây có thể xuất hiện: nó có thực sự không đối xứng? Nếu một trục tưởng tượng được truy tìm thông qua nguyên tử oxy, phân tử sẽ được chia thành hai nửa bằng nhau: H - O | O - H.

Nhưng, nó không giống như vậy nếu trục tưởng tượng nằm ngang. Khi trục này bây giờ phân chia lại phân tử thành hai nửa, nó sẽ có nguyên tử oxy ở một bên và bên kia là hai nguyên tử hydro.

Đối với điều này, sự đối xứng rõ ràng của H2Hoặc nó không còn tồn tại, và do đó được coi là một phân tử bất đối xứng.

Phân tử phân cực

Các phân tử cực phải tuân theo một loạt các đặc điểm, chẳng hạn như:

-Phân bố điện tích trong cấu trúc phân tử không đối xứng.

-Chúng thường hòa tan trong nước. Điều này là do các phân tử cực có thể tương tác bởi các lực lưỡng cực - lưỡng cực, trong đó nước được đặc trưng bởi có một thời điểm lưỡng cực lớn.

Ngoài ra, hằng số điện môi của nó rất cao (78,5), cho phép nó duy trì các điện tích riêng biệt làm tăng độ hòa tan của nó.

-Nói chung, các phân tử cực có điểm sôi và nóng chảy cao.

Các lực này được cấu thành bởi lưỡng cực tương tác, các lực phân tán của London và sự hình thành các cầu hydro.

-Do điện tích của nó, các phân tử cực có thể dẫn điện.

Ví dụ

VẬY2

Lưu huỳnh đioxit (SO)2). Oxy có độ âm điện là 3,44, trong khi độ âm điện của lưu huỳnh là 2,58. Do đó, oxy có độ âm điện cao hơn lưu huỳnh. Có hai liên kết S = O, O có điện tích-và S là điện tích+.

Là một phân tử góc có S ở đỉnh, hai khoảnh khắc lưỡng cực được định hướng theo cùng một hướng; và do đó, chúng cộng lại, tạo ra phân tử SO2 là cực.

CHCl3

Cloroform (HCCl3). Có một liên kết C-H và ba liên kết C-Cl.

Độ âm điện của C là 2,55 và độ âm điện của H là 2,2. Do đó, carbon có độ âm điện cao hơn hydro; và do đó, mômen lưỡng cực sẽ được định hướng từ H (δ +) đến C (-): Cδ--Hδ+.

Trong trường hợp liên kết C - Cl, C có độ âm điện là 2,55, trong khi Cl có độ âm điện là 3,16. Vectơ lưỡng cực hoặc mômen lưỡng cực được định hướng từ C đến Cl trong ba liên kết C δ+-Cl δ-.

Có vùng điện tử kém, xung quanh nguyên tử hydro và vùng giàu electron được tạo thành từ ba nguyên tử clo, CHCl3 Nó được coi là một phân tử cực.

HF

Hydrogen fluoride có một liên kết H-F duy nhất. Độ âm điện của H là 2,22 và độ âm điện của F là 3,98. Do đó, flo kết thúc với mật độ electron cao nhất và liên kết giữa cả hai nguyên tử được mô tả tốt nhất là: Hδ+-Fδ-.

NH3

Amoniac (NH3) có ba liên kết N-H. Độ âm điện của N là 3.06 và độ âm điện của H là 2.22. Trong ba liên kết, mật độ điện tử được định hướng theo nitơ, thậm chí còn lớn hơn bởi sự hiện diện của một cặp electron tự do.

Phân tử NH3 nó là tứ diện, với nguyên tử N chiếm đỉnh. Ba khoảnh khắc lưỡng cực, tương ứng với các liên kết N - H, được định hướng theo cùng một hướng. Trong đó,-nằm ở N và δ + trong H. Do đó, các liên kết là: Nδ--Hδ+.

Những khoảnh khắc lưỡng cực, sự bất đối xứng của phân tử và cặp electron tự do trên nitơ, làm cho amoniac trở thành một phân tử phân cực cao.

Các đại phân tử với dị hợp tử

Khi các phân tử rất lớn, sẽ không còn chính xác để phân loại chúng là cực hay cực. Điều này là do có thể có các phần của cấu trúc của nó với cả hai đặc tính cực (kỵ nước) và cực (ưa nước).

Những loại hợp chất này được gọi là amphiphiles hoặc amphipathic. Do phần cực có thể được coi là kém về điện tử so với phần cực, nên có sự phân cực trong cấu trúc và các hợp chất lưỡng tính được coi là hợp chất phân cực.

Nhìn chung, có thể dự đoán rằng một đại phân tử có dị hợp tử có các khoảnh khắc lưỡng cực, và với nó, sự phân cực hóa học.

Các dị thể được hiểu là những cái khác với những cái tạo nên bộ xương của cấu trúc. Ví dụ, bộ xương carbon về mặt sinh học là quan trọng nhất trong tất cả, và nguyên tử mà nó tạo thành carbon (ngoài hydro), được gọi là nguyên tử dị..

Tài liệu tham khảo

  1. Whites, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập.
  2. Giáo sư Krishnan. (2007). Các hợp chất phân cực và không phân cực. Trường cao đẳng cộng đồng St. Lấy từ: users.stlcc.edu
  3. Murmson, Bài giảng. (Ngày 14 tháng 3 năm 2018). Làm thế nào để giải thích sự phân cực. Kinh dị. Lấy từ: sciences.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (Ngày 5 tháng 12 năm 2018). Định nghĩa và ví dụ về liên kết cực (Liên kết cộng hóa trị có cực). Lấy từ: thinkco.com
  5. Wikipedia. (2019). Phân cực hóa học. Lấy từ: en.wikipedia.org
  6. Quimitube (2012). Liên kết cộng hóa trị: phân cực của liên kết và phân cực. Lấy từ: quimitube.com