پرسش

چگونه می توان فهمید یک ملکول قطبی است یا ناقطبی؟

پاسخ

با عرض سلام خدمت شما کاربر گرامی:

پیوند رابطه ی بین دو اتم می باشد، درصورتیكه كل مولكول از یك یا چند پیوند بین اتمها تشكیل شده است.
مولكولها و نیز پیوندهای بین اتم ها یا قطبی هستند یا غیر قطبی. پیوند قطبی پیوندی است که بین دو اتم مختلف برقرار است، در اینصورت پیوند دارای یك قطب مثبت و یك قطب منفی می باشد، درصورتیكه مولكول قطبی تنها دارای توزیع غیر یكنواخت بار بوده و سر مثبت و منفی ندارد. برای بررسی این دو دسته مولكولها، مولكولها را به دو دسته دو اتمی و مولكولهای چند اتمی تقسیم بندی می كنیم:


الف) مولكولهای دو اتمی: در این مولكولها چنانچه دو اتم تشكیل دهنده مولكول جور هسته باشند، پیوند ناقطبی بوده و درنتیجه كل مولكول ناقطبی می شود، مانند CL-CL.
اما چنانچه دو اتم تشكیل دهنده مولكول ناجور هسته باشند (و اختلاف الكترونگاتیوی آنها بین 4/0 تا 7/1 باشد) پیوند بین آن دو قطبی بوده (یعنی یك سر پیوند دارای احتمال حضور الكترون بیشتری است) و درنتیجه كل مولكول قطبی خواهد بود، مانند H-CL. در مولكول HCL اتم كلر دارای الكترونگاتیوی بیشتری می باشد، درنتیجه الكترونهای پیوندی را با قدرت بیشتری به سمت خود می كشد و درنتیجه دارای قطب مثبت می شود و ئیدروزن كه حضور الكترونها در اطرافش كمتر است، دارای قطب مثبت می شود.

اما مولكولهای چند اتمی:

در این مولكولها علاوه بر قطبی یا ناقطبی بودن پیوندها، شكل هندسی مولكولها نیز در تعیین قطبی یا ناقطبی بودن مولكول دخالت دارند. درواقع می توان گفت که در مولکول، ساختار و شکل فضایی مولکول مهمتر از قطبی بودن تک تک پیوندها می باشد. به عنوان مثال، مولكول BECL2 را در نظر بگیرید كه دارای ساختار خطی
CL-BE-CL می باشد. در این مولكول تك تك پیوندها BE-CL قطبی می باشد، اما كل مولكول ناقطبی است، زیرا دو اتم كلر در دو طرف مولكول به یك اندازه الكترونها را به طرف خود می كشند و مولكول دارای ساختار متقارن است.
به طور كلی برای تشخیص قطبی بودن یا نیودن مولكولهای چند اتمی، هر پیوند را به منزله ی یك طناب در نظر بگیرید كه اتم انتهایی دارد با آن طناب، اتم مركزی را به سمت خود می كشد، چنانچه درنهایت اتم مركزی جابجا شد، مولكول قطبی می باشد و چنانچه درنهایت اتم مركزی جابجا نشد، مولكول ناقطبی می باشد، به عنوان مثال همین مولكول CL-BE-CL را درنظر بگیرید، دو اتم كلر داری قدرت مساوی هستند و اتم مركزی را می كشند، درنتیجه اتم مركزی ثابت باقی می ماند.
اما مولكول آب را درنظر بگیرید كه داری ساختار خمیده است و دو اتم هیدروژن در یك طرف مولكول قرار دارند، چون دو اتم هدروژن اتم اكسیژن را به سمت خود می كشند ، اتم اكسیژن جابجا می شود و بنابراین مولكول قطبی خواهد بود.

به عنوان مثال دیگر:
اوزون علیرغم تشکیل شدن از سه اتم یکسان اکسیژن O قطبی می باشد.

علت قطبی بودن مولكول اوزون به ساختار آن و شكل فضایی آن مربوط می شود. می دانید كه مولكولهای خنثی نیز می توانند قطبی باشند و علیرغم خنثی بودن كل مولكول، اما تجمع الكترونها در قسمتی از مولكول بیشتر باشد و درنتیجه آن قسمت از مولكول منفی و سمت دیگر مثبت شود.

- حال پس از رسم مولكول O3 می بینیم كه در این مولكول سه پیوند وجود دارد: O=O-O . درست است که همه ی اتم ها اکسیژن هستند و به نظر می رسد که مولکول نباید قطبی باشد اما قطبی بودن به دلیل شکل هندسی مولکول می باشد. شكل مولكول اوزون به این صورت خطی نمی باشد و من در اینجا نتوانستم شکل خمیده ی آن را رسم کنم. ، بلكه یك زوج الكترون ناپیوندی روی اكسیژن وسط وجود دارد كه به علت تحرك زیاد، سبب می شود دو پیوند به یكدیگر نزدیك شده و با یكدیگر زاویه ی 117 درجه را تشكیل دهند. بنابراین وقتی اتم مركزی را در راستای پیوندهایش بكشیم، اتم مركزی به سمت پایین می آید و بنابراین مولكول قطبی است و در میدان الكتریكی تغییر جهت می دهد.

بنابراین راه سریع تشخیص مولکول قطبی، این است که چنانچه مولکول مرکزی دارای چهار اتم متصل به خود داشت، مانند CH4 چنانچه مانند همین متان، همه ی اتم های چسبیده به اتم مرکزی یکسان بودند، مولکول ناقطبی، و در غیر اینصورت مولکول قطبی است. همچنین هنگامیکه اتم های متصل به اتم مرکزی، متنوع و جورواجور باشند، هر چند تا هم که باشند، مولکول قطبی است. در صورتیکه کمتر از سه اتم به اتم مرکزی متصل باشد و اتم ها هم یکسان باشند، ، ناچار به رسم ساختار لوویس هستیم و دیدن اینکه آیا اتم مرکزی دارای زوج الکترون ناپیوندی می باشد یا نه؟ چنانچه اتم مرکزی دارای زوج الکترون ناپیوندی باشد، قطعاً مولکول قطبی می باشد.


پیروز و سربلند باشید.