Диполни моменат је хемијска особина која показује како хетерогено наелектрисања се дистрибуирају у молекулу. Изражава се у Дебие јединицама, 3,33 · 10 -30 Ц · м, а опћенито се његове вриједности крећу од 0 до 11 Д.
Високо поларна једињења имају велике диполне моменте; док су аполарни, мали диполни моменти. Што су електричнији набоји поларизовани у молекули, већи је и његов диполни момент; то јест, мора постојати регија богата електронима, δ-, а друга сиромашна електронима, δ +.
Двобојна гумица служи као аналогија два пола, позитивном и негативном, молекула са обележеним диполским моментом. Извор: Пекелс.
Момент дипола, μ, је векторска количина, па на њега утичу углови веза и, уопште, молекуларна структура.
Када је молекул линеаран, може се упоредити са двобојном гумицом. Његов негативни крај δ-, одговарао би црвеној боји; док би позитивна, δ +, била плава. Како се повећавају јачине негативних наелектрисања на δ-полету и како се удаљеност која га раздваја од δ +, диполни момент расте.
Хемијски, горе наведено значи да што је већа разлика у електронегативности два атома и што је већа удаљеност која их раздваја, то је већи и диполни тренутак између њих.
Како се израчунава момент дипола?
Сматра се ковалентном везом између два атома, А и Б:
АБ
Удаљеност између позитивних и негативних парцијалних набоја већ је дефинисана дужином њихове везе:
А 5 + -Б δ-
Будући да протони и електрони имају исту величину електричног набоја, али са супротним знаковима, 1.6 · 10 -19 Ц, то се узима у обзир приликом процене диполног момента између А и Б помоћу следеће једначине:
μ = δд
Где је μ момент дипола, δ је набој електрона без негативног знака, а д је дужина везе изражена у метрима. На пример, ако претпоставимо да д има вредност 2 А (1 · 10 -10 м) диполни момент, μА-Б ће бити:
μА-Б = (1.6 10 -19 Ц) ( 2.10 -10 м)
= 3,2 10 -29 Ц м
Али пошто је ова вредност врло мала, користи се Дебие јединица:
μ = (3,2 · 10 -29 Ц · м) · (1 Д / 3,33 · 10 -30 Ц · м)
= 9,60 Д
Ова вредност μА-Б може дати претпоставку да је веза АБ више јонска него ковалентна.
Примери
Вода
Диполни момент молекула воде. Извор: Габриел Боливар.
Да би се израчунао диполни момент молекуле, сви диполни моменти њихових одговарајућих веза морају се додати векторски, узимајући у обзир везе са угловима везе и мало тригонометрије. Ово у почетку.
Вода има један од највећих диполних момената који се може очекивати за ковалентно једињење. На горњој слици имамо да атоми водоника имају позитивне парцијалне набоје, δ +, док кисеоник носи негативан парцијални набој, δ-. Тхе ОХ веза је прилично полар (1.5Д), а постоје и двојицу у Х 2 О молекула .
Обично се црта вектор који је усмерен од најмање електронегативног атома (Х) до највише електронегативног (О). Иако нису извучени, на атому кисеоника постоје два пара необједињених електрона, који још више "концентришу" негативну област.
Због угаону геометрије Х 2 О, дипола моменти додати у правцу атома кисеоника. Имајте на уму да би збир два µО-Х дао 3Д (1,5 + 1,5); али није тако. Време дипола воде има експерименталну вредност 1,85Д. Овде је приказан ефекат угла близу 105 ° између ХОХ веза.
Метанол
Диполни момент молекула метанола. Извор: Габриел Боливар.
Диполни момент метанола је 1,69Д. Мање је него воде. Стога атомске масе немају много утицаја на диполни момент; али њихови атомски радијуси су. У случају метанола не можемо рећи да његова ХО веза има µ једнаку 1,5Д; јер молекулске средине разликују у ЦХ 3 ОХ и Х 2 О.
Због тога се дужина ХО везе у метанолу мора мерити да би се израчунао μО-Х. Оно што се може рећи је да је μО-Х већи од μЦ-О, јер је разлика између угљеника и кисеоника мања него између водоника и кисеоника.
Метанол је наведен као једно од најполарнијих растварача које се могу наћи заједно са водом и амонијаком.
Амонијак
Диполни момент молекула амонијака. Извор: Габриел Боливар.
ХН везе су прилично поларне, тако да азот због веће електронегативности привлачи електроне према себи (горња слика). Поред тога, на себи имамо необједињени пар електрона, који свој негативни набој доприносе δ-региону. Због тога на атому азота амонијака преовлађују електрични набоји.
Амонијак има диполни момент 1,42Д, мање од метанола. Ако се и амонијак и метанол могу трансформисати у гумице за брисање, видело би се да гумица за метанол има више дефинисаних полова у односу на гумицу за амонијак.
Етанол
У случају етанола, ЦХ 3 ЦХ 2 ОХ, његова диполни момент је веома близу тога метанола, али тежи да имају ниже вредности. Како има више атома угљеника који чине δ + регион, атом кисеоника који представља δ- почиње да губи део свог „релативног негативног интензитета“.
Угљен диоксид
Диполни момент молекула угљен-диоксида. Извор: Габриел Боливар.
Угљендиоксид има две поларне везе, Ц = О, са одговарајућим диполним моментима μО-Ц. Међутим, као што се види на горњој слици, линеарна геометрија ЦО 2 узрокује да се два µО-Ц вектро отказују, чак и када угљеник има позитиван парцијални набој и кисеоници имају негативне парцијалне набоје.
Из тог разлога, угљендиоксид је аполарни молекул, пошто μЦО 2 има вредност 0Д.
Метан
Диполни тренутак за молекул метана. Извор: Габриел Боливар.
И метан и угљен диоксид дијеле нешто заједничко: Они су високо симетрични молекули. Уопште речено, што је симетричнији молекул мањи и његов диполни момент.
Ако погледамо ЦХ 4 молекула , његови ЦХ обвезнице поларне, а електрони су усмерени ка атому угљеника као што је нешто електронегативан. Могло би се помислити да би угљеник морао да буде врло негативан δ-регион; попут гумице за брисање са дубоким црвеним средиштем и плавкастим крајевима.
Међутим, дељењем ЦХ 4 на пола бисмо добили два ХЦХ половице, један на левој а други на десној страни, сличан Х 2 О молекула Дакле, диполни момент резултат додавања ове две μЦ-Х би отказали. са другом половином. И зато, μЦХ 4 има вредност 0Д.
Референце
- Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
- Валтер Ј. Мооре. (1963). Физичка хемија. Ин Хемијска кинетика. Четврто издање, Лонгманс.
- Ира Н. Левине. (2009). Принципи физикохемије. Шесто издање, стр. 479-540. Мц Грав Хилл.
- Хелменстине, др Анне Марие (29. јануара 2020.). Дефиниција момента дипола. Опоравак од: тхинкцо.цом
- Блабер Мике. (29. септембар 2019). Диполе Моментс. Цхемистри ЛибреТектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
- ЛаРита Виллиамс. (2020). Диполни тренутак: дефиниција, једначина и примери. Студи. Опоравак од: студи.цом
- Википедиа. (2020). Диполозни тренутак за обвезницу. Опоравак од: ен.википедиа.орг