عند محاولة معرفة نوع الرابطة التي تتكون بين عنصرين من المحتمل أن تكون معتادًا على النظر إلى الكهربية. بناءً على الاختلاف في الكهربية بين العنصرين ، يمكنك التنبؤ بنوع الرابطة التي ستتشكل.
لكن هناك مشكلة بسيطة في هذا. بينما يُنظر إلى الروابط غالبًا في المصطلحات المثالية على أنها إما أيونية أو تساهمية ، فهذه ليست طريقة عملها في الحياة الواقعية. بدلاً من ذلك ، تحتوي معظم السندات على في المئة الطابع الأيوني.
ما هي النسبة المئوية للحرف الأيوني؟
هناك نوعان من التطرف في الترابط ربما تكون على دراية بهما:
- الترابط الأيوني: النقل الكامل للإلكترون
- الرابطة التساهمية: ذرتان تشتركان في الإلكترونات
ما لم تكن الذرتان متماثلتين ، فإن ذرتين لا تشتركان في الإلكترونات بشكل كامل.
على سبيل المثال ، O2 هي رابطة تساهمية حقًا. من ناحية أخرى ، فإن الرابطة التساهمية بين الأكسجين والهيدروجين في الماء ليست كذلك. أيًا كان العنصر الذي يحتوي على كهرسلبية أعلى (رغبة أعلى في خطف الإلكترونات) ، فإنه في الواقع يسحب الإلكترونات أقرب إلى نفسها. للأكسجين كهرسلبية أعلى وبالتالي له شحنة سالبة جزئية. نتيجة لذلك ، هناك بعض الطابع الأيوني الجزئي للرابطة.
ومع ذلك ، يمكن لاختلاف الكهربية أن يخبرك بشيء عن النسبة المئوية للطابع الأيوني للسند. إذا كان فرق الكهربية بين ذرتين مرتفعًا ، فسيكون هناك طابع أيوني أكثر للرابطة. إذا كان فرق الكهربية بين الذرتين منخفضًا ، فسيكون هناك طابع أيوني أقل للرابطة.
حساب النسبة المئوية للحرف الأيوني
من أجل تحديد كيفية توزيع الشحنة داخل السند ، يمكنك تحديد عزم ثنائي الاقطاب. العزم ثنائي القطب هو الخاصية المادية التي تحدد كيفية توزيع الشحنة غير المتكافئة داخل السندات. يتم تعريفه على أنه ناتج إجمالي المبلغ الشحنة الموجبة أو الشحنة السالبة والمسافة بين مركز توزيعات الشحنة.
لحساب النسبة المئوية للطابع الأيوني ، ستحتاج إلى استخدام المعادلة التالية:
هنا ، μإكسب هي العزم ثنائي القطب المحدد تجريبياً ، بينما μأيوني هي العزم ثنائي القطب إذا كانت الرابطة أيونية تمامًا.
μإكسب تم تحديده تجريبيًا ويمكن العثور عليه في جداول مثل الجدول الموجود في قسم المراجع. μأيوني يجب أن تحسب باستخدام الصيغة التالية:
هنا ، Q هي الشحنة (أو شحنة الإلكترون) ، و r هي المسافة بين الذرتين. يجب أيضًا تحديد هذا بشكل تجريبي.
الآن ، يمكنك حساب النسبة المئوية للطابع الأيوني بالنظر إلى العزم ثنائي القطب المحدد تجريبياً والعزم ثنائي القطب إذا كانت الرابطة أيونية تمامًا.
ماذا عن تقدير النسبة المئوية للطابع الأيوني مع الأخذ في الاعتبار الاختلاف في الكهربية؟
تقدير النسبة المئوية للحرف الأيوني
بعد العثور على الحرف الأيوني في المئة كما هو موضح أعلاه ، وجد الكيميائي لينوس بولينج علاقة تجريبية بين فرق الكهربية والطابع الأيوني في المئة. هذه العلاقة ليست مثالية ، لكنها تعطي تقديرًا لائقًا للنسبة المئوية للطابع الأيوني.
ها هي المعادلة:
هنا ، Δx هو الاختلاف في الكهربية بين العنصرين. على سبيل المثال ، ألق نظرة على حمض الهيدروكلوريك. تبلغ القدرة الكهربية لـ Cs 2.20 ، بينما تبلغ 3.1 بالنسبة لـ Cl. (يمكنك البحث عن هذا باستخدام ملف الجدول الدوري في قسم الموارد.) وهكذا يكون الفرق حوالي 0.9. يمكنك التعويض عن x لإيجاد النسبة المئوية الأيونية حرف:
يمنحك إكمال الحساب:
لذا فإن النسبة المئوية للطابع الأيوني هي:
وبالتالي ، فإن الرابطة بين حمض الهيدروكلوريك لها طابع أيوني بنسبة 20 بالمائة. يخبرنا الجدول 5.4.1 في المرجع الأول أن النسبة المئوية الفعلية للطابع الأيوني هي 17.7 بالمائة ، لذا فإن هذا التقدير المستند إلى العلاقة التجريبية يمنحك فائدة تقدير! خلاف ذلك ، يمكنك استخدام العزم ثنائي القطب المرصود تجريبياً لحساب النسبة المئوية للطابع الأيوني.