จะทราบได้อย่างไรว่าสารประกอบมีขั้วหรือไม่มีขั้ว

ก่อนพิจารณาว่าสารประกอบมีขั้วหรือไม่ คุณต้องพิจารณาว่าพันธะในสารประกอบนั้นมีขั้วหรือไม่ คุณต้องกำหนดเรขาคณิตของโมเลกุลของพันธะและคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวด้วย

ก่อนที่จะพูดถึงว่าสารประกอบทั้งหมดมีขั้วหรือไม่ ให้ตรวจดูว่าอะไรเป็นตัวกำหนดว่าพันธะนั้นมีขั้วหรือไม่ จากนั้นคุณสามารถใช้กฎเหล่านี้เพื่อพิจารณาว่าแต่ละโมเลกุลมีขั้วหรือไม่มีขั้ว

โมเลกุลมีขั้วถ้าส่วนหนึ่งมี ประจุบวกบางส่วนและอีกส่วนหนึ่งมี a has ประจุลบบางส่วน.

เมื่ออยู่ในพันธะ อะตอมสามารถแบ่งอิเล็กตรอน (โควาเลนต์) หรือปล่อย (อิออน) ได้ อะตอมที่ยึดอิเล็กตรอนไว้ใกล้ตัวจะมีประจุลบมากกว่าอะตอมอื่น

อิเล็กโตรเนกาติวีตี้เป็นตัววัดว่าธาตุใดต้องการอิเล็กตรอน ในส่วนทรัพยากร คุณจะพบตารางธาตุซึ่งรายงานอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของแต่ละองค์ประกอบ ยิ่งจำนวนนี้มากเท่าไร อะตอมของธาตุนั้นจะยิ่ง "หมู" อิเล็กตรอนในพันธะมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบที่มีไฟฟ้ามากที่สุด

ค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สามารถช่วยให้คุณระบุชนิดของพันธะระหว่างอะตอมทั้งสองได้ พันธะมีแนวโน้มที่จะเป็นไอออนิกหรือโควาเลนต์หรือไม่? เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้หาค่าสัมบูรณ์ของความแตกต่างระหว่างอิเล็กโตรเนกาติวิตีของอะตอมทั้งสอง ตามค่านี้ ตารางต่อไปนี้จะบอกคุณว่าพันธะนั้นเป็นพันธะโควาเลนต์แบบมีขั้ว พันธะโควาเลนต์ หรือพันธะไอออนิก

คิดถึงน้ำ. ความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ระหว่างอะตอมในน้ำคืออะไร? ความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ระหว่าง H (2.2) และ O (3.44) คือ 1.24 ดังนั้นพันธะจึงเป็นโควาเลนต์ที่มีขั้ว

ดังที่คุณเห็นด้านบน พันธะภายในโมเลกุลสามารถมีขั้วได้ สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรสำหรับโมเลกุลทั้งหมด?

เมื่อกำหนดขั้วของโมเลกุล พันธบัตรทั้งหมดจะต้องได้รับการพิจารณา. ซึ่งหมายความว่าต้องบวกประจุบางส่วนจากแต่ละพันธะ ถ้าพวกมันตัดกัน โมเลกุลก็อาจจะไม่มีขั้ว หากมีองค์ประกอบเวกเตอร์เหลืออยู่ พันธะจะมีขั้ว

ในการหาทิศทางของเวกเตอร์เหล่านี้ คุณต้องตรวจสอบเรขาคณิตของโมเลกุลของพันธะ คุณสามารถค้นหาสิ่งนี้ได้จากทฤษฎีการผลักคู่อิเล็กตรอนของเปลือกวาเลนซ์ (VSEPR)

ทฤษฎีนี้เริ่มต้นด้วยแนวคิดที่ว่าอิเล็กตรอนคู่กันในเปลือกเวเลนซ์ของอะตอมจะผลักกัน (เนื่องจากประจุจะขับไล่) เป็นผลให้อิเล็กตรอนคู่รอบอะตอมจะปรับทิศทางตัวเองเพื่อลดแรงผลัก

มาดูน้ำกันอีกครั้ง น้ำจับกับไฮโดรเจน 2 ตัว และมีอิเลคตรอนคู่เดียว 2 ตัว มีรูปร่างเป็นทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส

ในการพิจารณาว่าโมเลกุลนั้นมีขั้วหรือไม่ คุณต้องดูที่เวกเตอร์ประจุบางส่วนบนพันธะทั้งสองในโมเลกุล

อย่างแรก มีอิเล็กตรอนคู่อยู่สองคู่บนโมเลกุล ซึ่งหมายความว่าจะมีเวกเตอร์ประจุลบบางส่วนขนาดใหญ่ในทิศทางนั้น

ต่อไป ออกซิเจนจะมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าไฮโดรเจน และจะดูดอิเล็กตรอนเข้าไป ซึ่งหมายความว่าเวกเตอร์ประจุบางส่วนในแต่ละพันธะจะมีองค์ประกอบเชิงลบที่ชี้ไปที่ออกซิเจน

องค์ประกอบด้านในของเวกเตอร์ในแต่ละพันธะจะยกเลิก ส่วนที่ชี้ไปที่ออกซิเจนจะไม่ยกเลิก เป็นผลให้มีประจุลบสุทธิบางส่วนไปทางด้านออกซิเจนของโมเลกุล นอกจากนี้ยังมีตำแหน่งสุทธิบางส่วนไปทางด้านไฮโดรเจนของโมเลกุล

การวิเคราะห์นี้แสดงให้เห็นว่าน้ำคือ โมเลกุลขั้ว.

แล้ว CH4 ล่ะ?

อย่างแรก CH₄ ไม่มีคู่เดียวเนื่องจากอิเล็กตรอนทั้งหมดเกี่ยวข้องกับพันธะเดี่ยวระหว่าง C และ H CH₄ มีรูปทรงโมเลกุลทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส

ต่อไป พันธะ C-H เป็นโควาเลนต์เนื่องจากความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวิตีคือ 0.35 พันธะทั้งหมดเป็นโควาเลนต์ และจะไม่มีโมเมนต์ไดโพลใหญ่ ดังนั้น CH₄ เป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว

ความแตกต่างระหว่างโมเลกุลแบบมีขั้วและแบบไม่มีขั้วจึงสามารถพบได้โดยเวกเตอร์ของประจุบางส่วนที่เกิดจากพันธะแต่ละอัน