כיצד לקבוע את הקוטביות של מולקולה

אם מולקולה היא קוטבית או לא, תלוי לחלוטין בקוטביות הקשרים הנמצאים בתרכובת נתונה ובפרמטרים מסוימים של קשרים אלה. אך לפני שנעמיק כיצד לקבוע קוטביות, הנה הסבר מהיר לקוטביות

מולקולה היא קוטבית אם לחלק אחד ממנה יש מטען חיובי חלקי, ולחלק אחר יש מטען שלילי חלקי.

ב אגרת חוב, אטומים יכולים לחלוק אלקטרונים (קוולנטיים) או לוותר עליהם (יוניים). האטום המחזיק את האלקטרונים קרוב יותר יהיה טעון שלילי יותר מהאטום האחר.

אלקטרגטיביות היא מדד עד כמה אלמנט 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.

ערכי אלקטרונטיביות יכולים לעזור לך לקבוע אם קשר בין שני אטומים עשוי להיות קוולנטי או קוולנטי קוטבי. על מנת לעשות זאת, אתה מוצא את הערך המוחלט של ההפרש בין אלקטרונטיביות של שני האטומים. בהתבסס על הבדל זה, הטבלה הבאה מביאה לך אם הקשר הוא קוולנטי, קוולנטי או יוני.

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

לדוגמא, מכיוון שההפרש האלקטרוני שלילי בין H (2.2) ל- O (3.44) הוא 1.24, קשר זה יהיה קוולנטי קוטבי. אבל מה המשמעות של מולקולה המכילה קשר O-H?

בעוד שקשר עשוי להיות קוטבי בתוך מולקולה, ייתכן שהמולקולה עצמה לא. למה זה?

חיובים חלקיים או רגעים דיפוליים (הנובעים מקוטביות קשר) חשובים בקביעת הקוטביות המולקולרית. אבל, את כל יש להתחשב באג"ח. אם וקטורים של מטען חלקי / רגע דיפול מתבטלים בסופו של דבר, יתכן שהמולקולה לא תהיה קוטבית.

על מנת לחזות רגעי דיפול, עליכם לבחון את הגיאומטריה של הקשרים שתוכלו למצוא באמצעות תיאוריית דחיית אלקטרון-זוגות (VSEPR). תיאוריה זו מתחילה ברעיון כי זוגות אלקטרונים במעטפת הערכיות של אטום דוחים זה את זה. זוגות האלקטרונים סביב אטום יתמצו כך בכדי למזער כוחות דחייה.

התבונן במים. מים קשורים לשני מימנים ויש להם גם שני זוגות אלקטרונים בודדים. בגלל שני זוגות ההשאלה, למולקולה יש צורה כפופה טטראדרלית. על מנת לקבוע אם המולקולה היא קוטבית או לא, עליכם להסתכל על וקטורי המטען החלקיים.

ראשית, ישנם שני זוגות אלקטרונים על המולקולה, מה שאומר שיהיה וקטור מטען חלקי גדול בכיוון זה. לאחר מכן, חמצן הוא יותר אלקטרוני שלילי ממימן ויחזר את האלקטרונים. המשמעות היא שלווקטור המטען החלקי על כל קשר יהיה רכיב המכוון לעבר החמצן.

בעוד שהרכיב הפנימי של הווקטור בכל קשר יבטל, החלק שמצביע לעבר החמצן לא. ככזה, יהיה מטען שלילי חלקי נטו בצד החמצן של המולקולה ומצב חלקי נטו בצד המימן של המולקולה. לפיכך, מים הם מולקולה קוטבית.

מה עם CO₂?

ראשית, CO₂ אין זוגות בודדים מכיוון שכל האלקטרונים מעורבים בשתי קבוצות של קשרים כפולים בין C ל- O. משמעות הדבר היא כי CO₂ בעל גיאומטריה ליניארית.

לאחר מכן, הקשר C-O הוא קוולנטי קוטבי כיוון שההפרש בין השלכות האלקטרוניות הוא 0.89. כעת עליך למפות את רגע הדיפול כדי לבצע את הגיאומטריה המולקולרית. בקצה אחד של המולקולה יש מטען שלילי חלקי המכוון לעבר החמצן. אבל זה נכון גם בצד השני. כתוצאה מכך רגעי הדיפול מבוטלים.

לפיכך, CO₂ היא מולקולה לא קוטבית.

בדוק את עצמך: האם CH₄ קוטבי או לא קוטבי?

רמז: שרטט את הצורה המולקולרית, וחשב את ההבדל האלקטרוני שלילי.

תשובה: מכיוון שכל רגעי הדיפול מתבטלים במולקולה הטטרה-רידלית הזו, CH₄ אינו פולני.