كيف تشرح القطبية

تشير القطبية في الكيمياء إلى الطريقة التي تترابط بها الذرات مع بعضها البعض. عندما تتحد الذرات معًا في رابطة كيميائية ، فإنها تشترك في الإلكترونات. ينشأ الجزيء القطبي عندما تمارس إحدى الذرات قوة جذب أقوى على الإلكترونات في الرابطة. تنجذب الإلكترونات أكثر نحو تلك الذرة ، بحيث يُظهر الجزيء اختلالًا طفيفًا في الشحنة.

في ذرة محايدة ، تدور الإلكترونات حول نواة الذرة في سحابة. عندما تترابط الذرات ، فإنها تشترك في هذه الإلكترونات. في هذه الحالة ، تتقاطع غيوم كثافة الإلكترون مع بعضها البعض. يتجلى هذا بشكل أكبر في الرابطة التساهمية ، حيث يتم تقاسم الإلكترونات بالتساوي. عندما يكون الجزيء قطبيًا ، فإن الإلكترونات تميل نحو إحدى ذرات الرابطة. يمكن أن تختلف الصورة الدقيقة لسحب كثافة الإلكترون لهذه الروابط اعتمادًا على الذرات المعنية.

يتم تحديد قطبية السندات من خلال مفهوم دوري يسمى الكهربية. الكهربية هي تعبير عن ميل الذرة لجذب الإلكترونات في رابطة كيميائية. من أجل تحديد قطبية الرابطة ، يجب أن تجد الفرق في الكهربية الكهربية للذرات المعنية. إذا كان الفرق بين 0.4 و 1.7 ، فإن الرابطة ستكون قطبية. إذا كان الفرق أكبر ، فسيكون للرابطة طابع أيوني. هذا يعني أن الإلكترونات ستؤخذ من العنصر الأقل كهرسلبية ، وتقضي كل وقتها في الدوران حول العنصر الأكثر كهرسلبية. إذا كان الفرق في الكهربية أقل من 0.4 ، فإن الرابطة ستكون تساهمية غير قطبية. هذا يعني أنه سيتم تقاسم الإلكترونات بالتساوي بين الذرات وأن الرابطة لن يكون لها طابع قطبي.

في الرابطة القطبية ، يُطلق على الاختلاف الناتج في الشحنات الجزئية لكل ذرة عزم ثنائي القطب. تقع الشحنة الجزئية السالبة في العنصر الأكثر كهرسلبية. تقع الشحنة الجزئية الموجبة في العنصر الأقل كهرسلبية. يمكن لحظات ثنائي القطب في الروابط الفردية التي تشكل الجزيء أن تعطي الجزيء بأكمله عزمًا صافيًا ثنائي القطب مقابلاً. بينما يُقال أن الجزيء محايد كهربائيًا ، لا يزال لديه بعض الخصائص الجذابة والمثيرة للاشمئزاز بسبب عزمه ثنائي القطب. هذا يمكن أن يؤدي إلى بعض الخصائص الجزيئية الفريدة. على سبيل المثال ، تؤدي العزم الجزيئي ثنائي القطب لجزيء الماء إلى التوتر السطحي العالي المميز للماء.

في بعض الحالات ، تكون الروابط الفردية للجزيء ذات طبيعة قطبية ولكن الجزيء نفسه ليس كذلك. يحدث هذا عندما تلغي الشحنات الجزئية بعضها البعض بسبب القوة المتساوية والتوجه المادي المعاكس. على سبيل المثال ، يتكون جزيء ثاني أكسيد الكربون من رابطتين كربون-أكسجين. تبلغ كهرسلبية الأكسجين 3.5 ، وتبلغ كهرسلبية الكربون 2.5. لديهم فرق واحد ، مما يعني أن كل رابطة كربون-أكسجين قطبية. ومع ذلك ، في جزيء ثاني أكسيد الكربون ، يتم توجيه الذرات خطيًا مع وجود الكربون في المنتصف. تلغي الشحنات الجزئية لذرتي الأكسجين ، مما ينتج عنه جزيء غير قطبي.