كيفية تحديد قطبية الجزيء

يعتمد ما إذا كان الجزيء قطبيًا أم لا على قطبية الروابط الموجودة في مركب معين وبعض معلمات هذه الروابط. لكن قبل الخوض في كيفية تحديد القطبية ، إليك شرح سريع للقطبية

يكون الجزيء قطبيًا إذا كان لجزء منه شحنة موجبة جزئية ، وجزء آخر به شحنة سالبة جزئية.

في سند مالي، يمكن للذرات إما أن تشترك في الإلكترونات (تساهمية) أو تتخلى عنها (أيونية). وبالتالي ، فإن الذرة التي تقرب الإلكترونات ستكون سالبة الشحنة أكثر من الذرة الأخرى.

الكهربية هي مقياس لمدى رغبة عنصر معين في الإلكترونات. ستجد في قسم الموارد جدولًا دوريًا يُبلغ عن السلبية الكهربية لكل عنصر. وكلما زاد هذا الرقم ، زادت ذرة هذا العنصر من "خنق" الإلكترونات في الرابطة.

يمكن أن تساعدك قيم الكهربية في تحديد ما إذا كان من المحتمل أن تكون الرابطة بين ذرتين تساهمية أو تساهمية قطبية. للقيام بذلك ، يمكنك إيجاد القيمة المطلقة للفرق بين الكهربية الكهربية للذرتين. بناءً على هذا الاختلاف ، يخبرك الجدول التالي ما إذا كانت الرابطة تساهمية قطبية أم تساهمية أم أيونية.

https://chem.libretexts.org/Courses/Oregon_Institute_of_Technology/OIT%3A_CHE_202_-_General_Chemistry_II/Unit_6%3A_Molecular_Polarity/6.1%3A_Electronegativity_and_Polarity

على سبيل المثال ، نظرًا لأن فرق الكهربية بين H (2.2) و O (3.44) هو 1.24 ، فإن هذه الرابطة ستكون تساهمية قطبية. ولكن ماذا يعني ذلك بالنسبة لجزيء يحتوي على رابطة O-H؟

في حين أن الرابطة قد تكون قطبية داخل الجزيء ، فإن الجزيء نفسه قد لا يكون كذلك. لماذا هذا؟

رسوم جزئية أو لحظات ثنائية القطب (الناتجة عن قطبية الرابطة) مهمة في تحديد القطبية الجزيئية. لكن، الكل يجب النظر في السندات. إذا انتهت نواقل الشحنة الجزئية / العزم ثنائي القطب بالإلغاء ، فقد لا يكون الجزيء قطبيًا.

من أجل التنبؤ بلحظات ثنائية القطب ، يجب عليك فحص هندسة الروابط التي يمكنك العثور عليها من خلال نظرية تنافر زوج الإلكترون وزوج التكافؤ (VSEPR). تبدأ هذه النظرية بفكرة أن أزواج الإلكترونات في غلاف التكافؤ للذرة تتنافر. وبالتالي فإن أزواج الإلكترون حول الذرة ستوجه نفسها لتقليل قوى التنافر.

الق نظرة على الماء. يرتبط الماء باثنين من الهيدروجين وله أيضًا زوجان وحيدان من الإلكترونات. بسبب زوجي القرض ، يكون للجزيء شكل منحني رباعي السطوح. لتحديد ما إذا كان الجزيء قطبيًا أم لا ، عليك النظر إلى متجهات الشحنة الجزئية.

أولاً ، يوجد زوجان من الإلكترونات على الجزيء ، مما يعني أنه سيكون هناك متجه شحنة جزئية كبيرة في هذا الاتجاه. بعد ذلك ، يكون الأكسجين كهرسلبيًا أكثر من الهيدروجين وسيخترق الإلكترونات. هذا يعني أن متجه الشحنة الجزئية على كل رابطة سيكون له مكون يشير نحو الأكسجين.

بينما سيتم إلغاء المكون الداخلي للمتجه على كل رابطة ، فإن الجزء الذي يشير إلى الأكسجين لن يتم. على هذا النحو ، سيكون هناك صافي شحنة سالبة جزئية على جانب الأكسجين من الجزيء وصافي موضع جزئي على جانب الهيدروجين من الجزيء. وبالتالي ، فإن الماء جزيء قطبي.

ماذا عن CO₂?

أولا ، CO₂ ليس له أزواج وحيدة لأن جميع الإلكترونات متورطة في مجموعتين من الروابط المزدوجة بين C و O. هذا يعني أن CO₂ له هندسة خطية.

بعد ذلك ، تكون رابطة C-O تساهمية قطبية حيث أن الفرق في الكهربية هو 0.89. الآن ، تحتاج إلى رسم خريطة للعزم ثنائي القطب للقيام بالهندسة الجزيئية. أحد طرفي الجزيء له شحنة سالبة جزئية تشير إلى الأكسجين. لكن هذا صحيح أيضًا على الطرف الآخر. نتيجة لذلك ، تلغي اللحظات ثنائية القطب.

وهكذا ، CO₂ هو جزيء غير قطبي.

اختبر نفسك: هل CH₄ قطبي أم غير قطبي؟

تلميح: ارسم الشكل الجزيئي ، ثم احسب فرق الكهربية.

الجواب: بما أن كل لحظات ثنائي القطب تلغي في جزيء رباعي السطوح ، CH₄ غير قطبي.