Dipolárny moment, ako sa vypočíta a príklady

On Dipolárny moment Je to chemická vlastnosť, ktorá naznačuje, ako sú heterogénne elektrické náboje distribuované v molekule. Je vyjadrená v jednotkách Debye, 3,33 · 10^-30 C · m a zvyčajne ich hodnoty sa pohybujú od 0 do 11 d.

Vysoko polárne zlúčeniny majú tendenciu mať veľké dipólové momenty; zatiaľ čo apolárne, malé dipólové momenty. Čím viac polarizovaných elektrických nábojov sú v molekule, tým väčší je jeho dipólový moment; to znamená, že musí existovať oblasť bohatá na elektróny, δ- a ďalší chudobní v elektronoch, δ+.

Tento dvoma skorer. Zdroj: pexels.

Dipólový moment, μ, je veľkosť vektora, takže je ovplyvnený uhlami väzieb a všeobecne molekulárnou štruktúrou.

Keď je molekula lineárna, dá sa porovnávať s dvojsekom s konceptom. Jeho negatívny koniec δ-, zodpovedal by červenej farbe; Zatiaľ čo pozitívny, δ+, bude modrá farba. Keď sa rozsah negatívnych zaťaženia zvyšuje v Δ-póle a vzdialenosť, ktorá ho oddeľuje od δ+, sa dipólový moment zvyšuje.

Chemicky vyššie uvedené znamená, že čím väčší je rozdiel v elektronegativite medzi dvoma atómami a čím dlhšia je vzdialenosť, ktorá ich oddeľuje, tým väčší je medzi nimi dipólový moment.

[TOC]

Ako sa vypočíta dipólový moment?

Považuje sa za kovalentné spojenie medzi dvoma atómami, A a B:

A-B

Vzdialenosť medzi kladným a negatívnym čiastočným zaťažením je už definovaná dĺžkou jej odkazu:

Do^Δ+-B^Δ-

Pretože protóny a elektróny majú rovnakú veľkosť elektrického náboja, ale s opačnými znakmi, 1.6 · 10^-19C, toto je ten, ktorý sa zohľadnil pri hodnotení dipólového momentu medzi A a B prostredníctvom nasledujúcej rovnice:

Môže vám slúžiť: rozdiely medzi organickými a anorganickými zlúčeninami

μ = δ ·d

Kde μ je dipólový moment, δ je zaťaženie elektrónu bez záporného znaku a d Dĺžka spojenia vyjadreného v metroch. Napríklad za predpokladu d Má hodnotu 2 Á (1,10^-10m) Dipólový moment, μA-B bude:

μA-B = (1.6 · 10^-19C) · (2 ​​· 10^-10m)

= 3,2 · 10^-29C · m

Ale pretože táto hodnota je veľmi malá, používa sa jednotka DeBy:

μ = (3,2,10^-29C · m) · (1 d/3,33 · 10^-30 C · m)

= 9,60 d

Táto hodnota μA-B by mohla predpokladať, že spojenie A-B je viac iónové ako kovalentné.

Príklady

Vodná voda

Moment dipoaru molekuly vody. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Na výpočet dipólového momentu molekuly musíte pridať všetky dipólové momenty ich príslušných odkazov, berúc do úvahy uhly spojení a trochu trigonometrie. Toto najskôr.

Voda má jeden z najväčších dipólových momentov, ktoré by sa dali očakávať pre kovalentnú zlúčeninu. Na hornom obrázku máme, že atómy vodíka majú pozitívne čiastočné zaťaženie, δ+, zatiaľ čo kyslík nesie negatívne čiastočné zaťaženie, δ-. Odkaz O-H je dosť polárny (1.5d) a sú tu dvaja v molekule H₂Ani.

Všeobecne platí, že vektor je nakreslený z menšieho elektronegatívneho atómu (H) na najviac elektronegatívny (O). Aj keď nie sú nakreslené, na atóme kyslíka existujú dva páry nezdieľaných elektrónov, ktoré „koncentrujú“ negatívnu oblasť ešte viac.

Kvôli uhlovej geometrii H₂Alebo sa dipólové momenty spoja v smere atómu kyslíka. Všimnite si, že súčet dvoch μO-H by poskytol 3D (1.5+1.5); Ale nie je to tak. Dipólový moment vody má experimentálnu hodnotu 1.85d. Tu je účinok tesného uhla 105 ° medzi odkazmi H-O-H.

Môže vám slúžiť: laboratórny teplomer: Charakteristiky, čo je pre, použitie, príklady

Metanol

Moment dipoaru molekuly metanolu. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Dipólový moment metanolu je 1.69D. Je menej ako voda. Preto atómové masy nemajú v dipólovom okamihu príliš veľký vplyv; Ale jeho atómové rádiá. V prípade metanolu nemôžeme potvrdiť, že vaše spojenie H-O má μ rovné 1.5 d; Pretože molekulárne prostredie sa v CHO líši₃Ach h₂Ani.

Z tohto dôvodu by sme museli zmerať dĺžku spojenia H-O v metanole, aby sme mohli vypočítať μo-H. To, čo možno potvrdiť, je, že μo-H je väčší ako μc-O.

Metanol je katalogizovaný ako jeden z najviac polárnych rozpúšťadiel, ktoré sa nachádzajú spolu s vodou a amoniakom.

Amoniak

Moment dipoaru amoniakovej molekuly. Zdroj: Gabriel Bolívar.

H-n väzby sú dosť polárne, takže dusík po jeho väčšej elektronegativite priťahuje elektróny k sebe (vynikajúci obraz). Okrem toho, na ňom máme niekoľko nezapojených elektrónov, ktoré prispievajú k ich negatívnym zaťažením do oblasti A-. Preto elektrické náboje prevažujú v atóme dusíka amoniaku.

Amoniak má dipólový moment 1.42d, menej ako metanol. Keby sa amoniak aj metanol mohli transformovať na návrhy, bolo by zrejmé, že návrh metanolu má viac definovaných pólov v porovnaní s návrhu amoniaku.

Etanol

V prípade etanolu, Cho₃Chvály₂Ach, tvoj dipólový moment je veľmi blízko k metanolu, ale má tendenciu mať nižšie hodnoty. Mať viac atómov uhlíka tvoriaceho oblasť A+, atóm kyslíka predstavujúceho δ-, začína strácať trochu svojej „relatívnej negatívnej intenzity“.

Môže vám slúžiť: dimetylamín ((CH3) 2NH): Štruktúra, vlastnosti, použitia, riziká

Oxid uhličitý

Moment dioxidu uhličitého molekuly. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Oxid uhličitý má dve polárne väzby, C = O, s príslušnými dipólovými momentmi μo-C. Ako je však vidieť na vynikajúcom obraze, lineárna geometria CO₂ spôsobuje, že dve μO-C sa navzájom rušia, aj keď uhlík má kladné čiastočné zaťaženie a čiastočné zaťaženie negatívnym kyslíkom.

Z tohto dôvodu je oxid uhličitý apolárnou molekulou, pretože μco₂ má hodnotu 0D.

Metán

Dipolárny moment pre molekulu metánu. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Metán aj oxid uhličitý zdieľajú niečo spoločné: sú to vysoko symetrické molekuly. Všeobecne platí.

Ak uvidíme molekulu Cho₄, Jeho väzby C-H sú polárne a elektróny sú smerované k atómu uhlíka, pretože sú o niečo viac elektronegatív. Dalo by sa predpokladať, že uhlík by musel byť vysoko negatívna región A; ako návrh s intenzívnym červeným centrom a jeho modrými koncami.

Keď je však CHO rozdelený₄ V polovici by sme získali dve polovice H-C-H, jednu vľavo a druhú vpravo, podobne ako molekula h₂Ani. Dipólový moment, ktorý je výsledkom pridania týchto dvoch μc-h, je teda zrušený s momentom druhej polovice. A preto μch₄ má hodnotu 0D.

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie.). Učenie sa.
2. Walter J. Moore. (1963). Fyzikálna chémia. V chemickej kinetike. Štvrté vydanie, Longmans.
3. Irán. Levine. (2009). Princípy fyzikálneho spôsobu. Šieste vydanie, strana 479-540. MC Graw Hill.
4. HelMestine, Anne Marie, PH.D. (29. januára 2020). Definícia momentu dipólového momentu. Zotavené z: Thoughtco.com
5. Blesk. (29. septembra 2019). Momenty dipól. Chémia librettexts. Získané z: Chem.Librettexts.orgán
6. Larita Williams. (2020). Dipólový moment: Definícia, rovnica a príklad. Štúdium. Získané z: štúdie.com
7. Wikipedia. (2020). Moment dipólu Bond. Zdroj: In.Wikipedia.orgán