- ลักษณะของโมเลกุลอโพลาร์
- สมมาตร
- อิเล็ก
- กองกำลังระหว่างโมเลกุล
- จะระบุได้อย่างไร?
- ตัวอย่าง
- ก๊าซมีตระกูล
- โมเลกุลของไดอะตอม
- ไฮโดรคาร์บอน
- คนอื่น ๆ
- อ้างอิง
โมเลกุล apolarเป็นผู้ที่อยู่ในโครงสร้างของพวกเขากระจายสมมาตรของอิเล็กตรอนของพวกเขา สิ่งนี้เป็นไปได้ถ้าความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวิตีของอะตอมมีขนาดเล็กหรือถ้าอะตอมหรือกลุ่มอิเล็กโทรเนกาติวิตีเวกเตอร์ยกเลิกผลกระทบที่มีต่อโมเลกุล
ไม่ใช่ "ความเหี้ยน" ที่แน่นอนเสมอไป ด้วยเหตุนี้บางครั้งโมเลกุลที่มีขั้วต่ำจึงถูกมองว่าไม่มีขั้ว นั่นคือมันมีโมเมนต์ไดโพล µ ใกล้กับ 0 ที่นี่เราเข้าสู่สนามของญาติ: โมเลกุลหรือสารประกอบต้องต่ำแค่ไหนจึงจะถือว่าไม่มีขั้ว?
โมเลกุลที่ไม่มีขั้วของ BF3 ที่มา: Benjah-bmm27 ผ่าน Commons Wikimedia
เพื่อให้แก้ไขปัญหาได้ดีขึ้นมีโมเลกุลโบรอนไตรฟลูออไรด์ BF 3 (ภาพบนสุด)
อะตอมของฟลูออรีนเป็นอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าอะตอมโบรอนดังนั้นพันธะ BF จึงมีขั้ว อย่างไรก็ตามโมเลกุล BF 3นั้นสมมาตร (ระนาบตรีโกณมิติ) และทำให้เกิดการยกเลิกเวกเตอร์ของช่วงเวลา BF สามช่วงเวลา
ดังนั้นโมเลกุลอะโพลาร์ก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกันแม้ว่าจะมีพันธะขั้วอยู่ก็ตาม ขั้วที่สร้างขึ้นสามารถสมดุลได้โดยการมีอยู่ของลิงค์ขั้วอื่นที่มีขนาดเท่ากันกับขั้วก่อนหน้า แต่มุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม ที่มันเกิดขึ้นใน BF 3
ลักษณะของโมเลกุลอโพลาร์
สมมาตร
สำหรับผลกระทบของพันธะขั้วที่จะหักล้างกันและกันโมเลกุลจะต้องมีโครงสร้างทางเรขาคณิตที่แน่นอน ตัวอย่างเช่นเส้นตรงที่เข้าใจง่ายที่สุดในตอนแรก
นี่คือกรณีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ซึ่งมีพันธะสองขั้ว (O = C = O) เนื่องจากโมเมนต์สองไดโพลของพันธะ C = O จะยกเลิกเมื่ออันหนึ่งหันไปทางด้านหนึ่งและวินาทีที่สองไปอีกด้านที่มุม 180 °
ดังนั้นหนึ่งในลักษณะแรกที่ต้องคำนึงถึงเมื่อประเมิน“ ความไม่เที่ยง” ของโมเลกุลจากมุมมองตานกคือการสังเกตว่ามันมีความสมมาตรเพียงใด
สมมติว่าแทนที่จะเป็น CO 2เรามีโมเลกุล COS (O = C = S) เรียกว่าคาร์บอนิลซัลไฟด์
ตอนนี้มันไม่ใช่โมเลกุลอะโพลาร์อีกต่อไปแล้วเนื่องจากอิเล็กโทรเนกาติวิตีของกำมะถันน้อยกว่าออกซิเจน ดังนั้นโมเมนต์ไดโพล C = S จึงแตกต่างจาก C = O ด้วยเหตุนี้ COS จึงเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว (ขั้วเป็นอีกเรื่องหนึ่งอย่างไร)
ภาพด้านล่างสรุปทุกสิ่งที่อธิบายไว้ในรูปแบบกราฟิก:
โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุล CO2 และ COS ที่มา: Gabriel Bolívar
สังเกตว่าโมเมนต์ไดโพลของพันธะ C = S น้อยกว่าพันธะ C = O ในโมเลกุล COS
อิเล็ก
อิเล็กโตรเนกาติวิตีในระดับพอลิงมีค่าระหว่าง 0.65 (สำหรับแฟรนเซียม) และ 4.0 (สำหรับฟลูออรีน) โดยทั่วไปแล้วฮาโลเจนมีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูง
เมื่อความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวิตีของธาตุที่ก่อตัวเป็นพันธะโควาเลนต์น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.4 จะกล่าวว่าเป็น nonpolar หรือ nonpolar อย่างไรก็ตามโมเลกุลเดียวที่ไม่มีขั้วอย่างแท้จริงคือโมเลกุลที่เกิดจากพันธะระหว่างอะตอมที่เหมือนกัน (เช่นไฮโดรเจน HH)
กองกำลังระหว่างโมเลกุล
สำหรับสารที่จะละลายในน้ำจะต้องมีปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตกับโมเลกุล ปฏิสัมพันธ์ที่อโพลาร์โมเลกุลไม่สามารถทำได้
ในโมเลกุลอะโพลาร์ประจุไฟฟ้าของพวกมันไม่ได้ จำกัด อยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล แต่กระจายแบบสมมาตร (หรือเป็นเนื้อเดียวกัน) ดังนั้นจึงไม่สามารถโต้ตอบผ่านแรงไดโพล - ไดโพล
แต่โมเลกุลของอะโพลาร์มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันผ่านกองกำลังกระจัดกระจายของลอนดอน สิ่งเหล่านี้เป็นไดโพลที่เกิดขึ้นในทันทีที่แบ่งขั้วของเมฆอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของโมเลกุลใกล้เคียง มวลโมเลกุลเป็นปัจจัยสำคัญในคุณสมบัติทางกายภาพของโมเลกุลเหล่านี้
จะระบุได้อย่างไร?
- บางทีวิธีที่ดีที่สุดวิธีหนึ่งในการระบุโมเลกุลอะโพลาร์ก็คือความสามารถในการละลายได้ในตัวทำละลายที่มีขั้วต่างกันซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะไม่ละลายได้มากนัก
- โดยทั่วไปโมเลกุลอะโพลาร์เป็นก๊าซในธรรมชาติ นอกจากนี้ยังสามารถสร้างของเหลวที่ไม่สามารถละลายได้ด้วยน้ำ
- ของแข็งโพลาร์มีลักษณะอ่อนนุ่ม
- กองกำลังของการกระจายตัวที่ยึดพวกมันเข้าด้วยกันมักจะอ่อนแอ ด้วยเหตุนี้จุดหลอมเหลวหรือจุดเดือดจึงมีแนวโน้มที่จะต่ำกว่าสารประกอบที่มีขั้ว
- โมเลกุลอะโพลาร์โดยเฉพาะในรูปของเหลวเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดีเนื่องจากไม่มีประจุไฟฟ้าสุทธิ
ตัวอย่าง
ก๊าซมีตระกูล
แม้ว่าพวกมันจะไม่ใช่โมเลกุล แต่ก๊าซมีตระกูลก็ถือเป็นอะโพลาร์ หากสันนิษฐานว่าสองอะตอมของมัน He-He มีปฏิสัมพันธ์กันในช่วงเวลาสั้น ๆ ปฏิกิริยาดังกล่าวอาจถือได้ว่า (ครึ่งหนึ่ง) เป็นโมเลกุล โมเลกุลที่มีลักษณะเฉพาะ
โมเลกุลของไดอะตอม
โมเลกุลของไดอะตอมเช่น H 2 , Br 2 , I 2 , Cl 2 , O 2และ F 2เป็นอะโพลาร์ เหล่านี้มีสูตรทั่วไป A 2 , AA
ไฮโดรคาร์บอน
จะเกิดอะไรขึ้นถ้า A เป็นกลุ่มของอะตอม? มันจะเป็นก่อนสารประกอบอะโพลาร์อื่น ๆ ตัวอย่างเช่นอีเทน CH 3 -CH 3ซึ่งโครงกระดูกคาร์บอนเป็นเส้นตรง CC
มีเทน CH 4และอีเทน C 2 H 6เป็นโมเลกุลอโพลาร์ คาร์บอนมีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตี 2.55; ในขณะที่อิเล็กโทรเนกาติวิตีของไฮโดรเจนเท่ากับ 2.2 ดังนั้นจึงมีเวกเตอร์ไดโพลความเข้มต่ำโดยมุ่งเน้นจากไฮโดรเจนไปสู่คาร์บอน
แต่เนื่องจากความสมมาตรทางเรขาคณิตของโมเลกุลของมีเธนและอีเทนผลรวมของเวกเตอร์ไดโพลหรือโมเมนต์ไดโพลในโมเลกุลจึงเป็นศูนย์ดังนั้นจึงไม่มีประจุสุทธิบนโมเลกุล
โดยทั่วไปสิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นกับไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดและแม้ว่าจะมีความไม่อิ่มตัวอยู่ในนั้น (พันธะคู่และพันธะสาม) ก็ถือว่าเป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้วหรือมีขั้วต่ำ นอกจากนี้ไฮโดรคาร์บอนแบบไซคลิกยังเป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้วเช่นไซโคลเฮกเซนหรือไซโคลบิวเทน
คนอื่น ๆ
โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) และคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS 2 ) เป็นโมเลกุลอโพลาร์ทั้งสองมีรูปทรงเรขาคณิตเชิงเส้น
ในคาร์บอนไดซัลไฟด์ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของคาร์บอนเท่ากับ 2.55 ในขณะที่ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของกำมะถันเท่ากับ 2.58 ดังนั้นองค์ประกอบทั้งสองจึงมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีเหมือนกัน ไม่มีการสร้างเวกเตอร์ไดโพลดังนั้นประจุสุทธิจึงเป็นศูนย์
ในทำนองเดียวกันมีโมเลกุลต่อไปนี้ CCl 4และ AlBr 3ทั้งสอง apolar:
โมเลกุล CCl4 และ AlBr3 ที่มา: Gabriel Bolívar
ในอะลูมิเนียมไตรโบรไมด์ AlBr 3เกิดขึ้นเช่นเดียวกับ BF 3ในตอนต้นของบทความ ในขณะเดียวกันสำหรับคาร์บอนเตตระคลอไรด์ CCl 4รูปทรงเรขาคณิตจะเป็นเตตระฮีดอลและสมมาตรเนื่องจากพันธะ C-Cl เหมือนกันทั้งหมด
ในทำนองเดียวกันโมเลกุลที่มีสูตรทั่วไป CX 4 (CF 4 , CI 4และ CBr 4 ) ก็เป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้วเช่นกัน
และในที่สุดโมเลกุล apolar สามารถได้มีแปดด้านเรขาคณิตเป็นกรณีที่มีกำมะถัน hexafluoride, เอสเอฟ6 ในความเป็นจริงมันสามารถมีรูปทรงเรขาคณิตหรือโครงสร้างใด ๆ ก็ได้ตราบใดที่มันสมมาตรและการกระจายแบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นเนื้อเดียวกัน
อ้างอิง
- แครี่ FA (2008) เคมีอินทรีย์. กรดคาร์บอกซิลิก (พิมพ์ครั้งที่หก). Mc Graw Hill
- Cedrón J. , Landa V. , Robles J. (2011). ขั้วของโมเลกุล ดึงมาจาก: corinto.pucp.edu.pe
- ดูติวเตอร์. (2018) โมเลกุลที่ไม่มีขั้ว ดึงมาจาก: chemistry.tutorvista.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28 มกราคม 2562). ตัวอย่างของโมเลกุลที่มีขั้วและไม่มีขั้ว ดึงมาจาก: thoughtco.com
- Kurtus R. (19 กันยายน 2559). โมเลกุลที่มีขั้วและไม่มีขั้ว โรงเรียนสำหรับแชมเปี้ยน สืบค้นจาก: school-for-cha Champions.com
- กานองดับเบิลยู. (2547). สรีรวิทยาการแพทย์. ฉบับที่ 19 ธ . บทบรรณาธิการคู่มือสมัยใหม่