לפני שתקבע אם תרכובת היא קוטבית, עליך לקבוע אם הקשרים בתרכובת זו הם קוטביים או לא. עליכם גם לקבוע את הגיאומטריה המולקולרית של הקשרים וכל זוגות אלקטרונים בודדים.
לפני שמדברים על האם תרכובת שלמה היא קוטבית או לא, בדקו מה קובע אם קשר הוא קוטבי או לא. לאחר מכן תוכל להחיל כללים אלה כדי לקבוע אם כל מולקולה היא קוטבית או לא קוטבית.
מה עושה קוטב בונד?
מולקולה היא קוטבית אם לחלק אחד שלה יש מטען חיובי חלקי, ולחלק השני יש מטען שלילי חלקי.
כאשר הם נמצאים בקשר, אטומים יכולים לחלוק אלקטרונים (קוולנטיים) או לוותר עליהם (יוניים). האטום המחזיק את האלקטרונים קרוב יותר יהיה אם כן טעון שלילית יותר מהאטום האחר.
אלקטרגטיביות היא מדד עד כמה יסוד מסוים רוצה אלקטרונים. בחלק המשאבים תמצאו טבלה מחזורית המדווחת על האלקטרוני שלילי של כל אלמנט. ככל שמספר זה גבוה יותר, כך אטום מאותו יסוד "יחזיר" את האלקטרונים בקשר. לדוגמא, פלואור הוא היסוד האלקטרוני-שלילי ביותר.
ערכים אלקטרוניים שליליים יכולים לעזור לך לקבוע איזה סוג של קשר קיים בין שני אטומים. האם הקשר עשוי להיות יוני או קוולנטי? לשם כך, מצא את הערך המוחלט של ההפרש בין האלקטרואנגטיביות של שני האטומים. בהתבסס על ערך זה, הטבלה הבאה מספרת לך אם הקשר הוא קשר קוולנטי קוטבי, קשר קוולנטי או קשר יוני.
סוג אג"ח |
הבדל אלקטרונטיבי |
קוולנטי טהור |
<0.4 |
קוולנטי קוטבי |
בין 0.4 ל 1.8 |
יונית |
>1.8 |
תחשוב על מים. מה ההבדל האלקטרוני שלילי בין אטומים במים? ההפרש האלקטרוני שלילי בין H (2.2) ל- O (3.44) הוא 1.24. ככזה, הקשר הוא קוולנטי קוטבי.
קוטביות אג"ח וקוטביות מולקולה
כפי שראית לעיל, קשר בתוך מולקולה יכול להיות קוטבי. מה המשמעות של המולקולה כולה?
כאשר קובעים קוטביות מולקולה, יש להתחשב בכל האג"ח. המשמעות היא שיש להוסיף את המטען החלקי הווקטורי מכל אג"ח. אם הם מבטלים, יתכן שהמולקולה לא תהיה קוטבית. אם נותרו רכיבים וקטוריים, הקשר הוא קוטבי.
על מנת למצוא את כיוון הווקטורים הללו, עליך לבחון את הגיאומטריה המולקולרית של הקשרים. אתה יכול למצוא זאת באמצעות תיאוריית דחיית אלקטרון-זוגות (VSEPR).
התיאוריה מתחילה ברעיון שזוגות אלקטרונים במעטפת הערכיות של אטום דוחים זה את זה (שכן כמו מטענים דוחים). כתוצאה מכך, זוגות האלקטרונים סביב אטום יתמצו בכדי למזער כוחות דחייה.
התבונן שוב במים. מים קשורים לשני מימנים ויש להם גם שני אלקטרונים זוגיים בודדים. יש לו צורה כפופה טטראדרי.
כדי לקבוע אם המולקולה היא קוטבית או לא, עליך להסתכל על וקטורי המטען החלקיים על שני הקשרים במולקולה.
ראשית, ישנם שני זוגות אלקטרונים על המולקולה, מה שאומר שיהיה וקטור מטען חלקי שלילי גדול בכיוון זה.
לאחר מכן, חמצן הוא יותר אלקטרוני שלילי ממימן ויחזר את האלקטרונים. פירוש הדבר שלווקטור המטען החלקי על כל קשר יהיה מרכיב שלילי המכוון לחמצן.
הרכיב הפנימי של הווקטור בכל אג"ח יבוטל. החלק שמצביע לעבר החמצן לא יבטל. כתוצאה מכך יש מטען שלילי חלקי נטו לכיוון צד החמצן של המולקולה. יש גם מיקום חלקי נטו כלפי צד המימן של המולקולה.
ניתוח זה מגלה כי מים הם א מולקולה קוטבית.
מה עם CH4?
ראשית, CH4 אין זוגות בודדים מכיוון שכל האלקטרונים מעורבים בקשר יחיד בין C ו- H. CH4 בעל גיאומטריה מולקולרית טטראדרלית.
לאחר מכן, הקשר ה- C-H הוא קוולנטי שכן ההבדל במשלבים אלקטרוניים הוא 0.35. כל הקשרים הם קוולנטיים, ולא יהיה רגע דיפול גדול. לפיכך, CH4 היא מולקולה לא קוטבית.
ההבדל בין מולקולות קוטביות למולקולות לא קוטביות ניתן למצוא על ידי וקטורי המטען החלקי הנובעים מכל קשר.
