یک مولکول ناقطبی (غیر قطبی)، به مولکولی گفته می شود که در آن جدایی بار اتفاق نمی افتد و بارهای مثبت و منفی در این مولکول ها به صورت یکسان و یکنواخت پخش شده اند.
به بیان دیگر، گشتاور دو قطبی در این نمونه مولکول ها، صفر می باشد. در مقاله مولکول قطبی چیست ؟ چگونه می توان آن را تشخیص داد ؟
پیوند غیر قطبی:
پیوند غیر قطبی یعنی چی؟ چنانچه اختلاف الکترونگاتیوی دو اتم شرکت کننده در پیوند برابر با صفر و یا ناچیز باشد (حدود 0/4)، الکترون های پیوندی به اشتراک گذاشته شده در پیوند به طور مساوی توسط دو اتم جذب می شوند.
در واقع چگالی ابر الکترونی در یک پیوند کووالانس ناقطبی، به صورت یکنواخت و یکسان می باشد. در شکل زیر می توانید توزیع ابر الکترونی در یک پیوند کووالانس نا قطبی را مشاهده نمایید.از جمله پیوندهای غیر قطبی می توان به پیوندهای N-N، O=O، Cl-Cl، Br-Br، H-H اشاره کرد.
مولکول ناقطبی:
مولکول ناقطبی چیست ؟ مولکول نا قطبی به مولکولی گفته می شود که جمع بردارهای ممان دو قطبی تمام پیوند های آن مولکول، برابر با صفر باشد.
در واقع گشتاورهای دوقطبی یکدیگر را خنثی می کنند. اگر به تعریف مولکول غیر قطبی توجه کنید، مشخص می شود که الکترون های پیوندی به طور مساوی بین اتم های شرکت کننده در پیوند های یک مولکول غیر قطبی توزیع شده اند. بنابراین در یک مولکول غیر قطبی جدایی بار اتفاق نمی افتد.
توجه داشته باشید که در دنیای شیمی، مولکول هایی نا قطبی با پیوند های قطبی نیز وجود دارند. به عنوان مثال مولکول های CO2، BH3، CH4 و SO3 با وجود داشتن پیوند های قطبی، مولکول ها غیر قطبی می باشند. در ادامه مقاله به بررسی این دسته از مولکول ها خواهیم پرداخت.
نحوه تشخیص مولکول های ناقطبی:
راه تشخیص سریع مولکول های نا قطبی چیست ؟ برای تشخیص سریع مولکول های ناقطبی می توان از سه شرط زیر کمک گرفت.
همانند مولکول های قطبی، برای تشخیص یک مولکول غیر قطبی نیز باید به ساختار لوویس دقت کنیم. اما به طور کلی می توان گفت که مولکول های نا قطبی ساختاری متقارن دارند. برای بررسی راحت تر مولکول های نا قطبی، آنها را در دو دسته مولکول های دو اتمی و مولکول های چند اتمی بررسی می کنیم.
مولکول های ناقطبی دو اتمی:
در مولکول های دو اتمی، چنانچه دو اتم یکسان با هم پیوند تشکیل دهند، به دلیل توزیع متقارن و یکنواخت الکترون ها در پیوند، پیوند غیر قطبی بوده و مولکول نیز نا قطبی می شود (مانند مولکول Cl2). زیرا این مولکول ها تنها از یک پیوند تشکیل شده اند، بنابراین اگر پیوند کووالانسی نا قطبی باشد مولکول هم نا قطبی خواهد بود. در واقع غیر قطبی بودن پیوند در غیر قطبی بودن مولکول تأثیر مستقیم دارد.
مولکول های ناقطبی چند اتمی:
بررسی مولکول های چند اتمی به سادگی مولکول های دو اتمی نیست. در این مولکول ها شکل فضایی مولکول در تعیین نا قطبی بودن آن تأثیر دارد.
همان طور که قبلا بیان شد، اگر گشتاور دو قطبی آن مولکول، صفر باشد مولکول نا قطبی است. توجه داشته باشید که ممان دو قطبی یک مولکول از جمع برداری ممان های دو قطبی جداگانه هر پیوند به دست می آید.
در مولکول های چند اتمی، اگر اتم مرکزی با اتم های یکسان پیوند داده باشد و یا اتم مرکزی دارای جفت الکترون غیر پیوندی نباشد مولکول غیر قطبی است.
توجه داشته باشید همان طور که قبلا بیان شد، پیوندهای یک مولکول ممکن است قطبی باشند، اما در نهایت مولکول نا قطبی باشد. برای اینکه بهتر متوجه شوید مولکول های BeF2، BCl3، CCl4 و CH4 را بررسی می کنیم.
بررسی مولکول BeF2:
مولکول BeF2 را در نظر بگیرید، این مولکول دارای ساختار خطی می باشد. در این مولکول دو پیوند Be-F قطبی اند، اما کل مولکول نا قطبی است.
زیرا دو اتم فلوئور در دو طرف ساختار به یک اندازه الکترون های پیوندی را به سمت خود می کشند. بنابراین بردارهای قطبیت پیوند در این مولکول معادل بوده و اثر یکدیگر را خنثی می کنند. در نتیجه گشتاور دو قطبی مولکول برابر صفر و مولکول غیر قطبی است. از طرفی ساختار مولکول نیز متقارن است.
در مولکول BCl3، سه پیوند B-Cl یکسان با گشتاورهای دو قطبی پیوند برابر داریم. این سه پیوند با زاویه های 120 درجه نسبت به یکدیگر در ساختار قرار گرفته اند.
به دلیل ساختار هندسی مولکول تری کلرید بور، جمع برداری گشتاورهای دو قطبی نسبت به هم صفر شده، بنابراین مولکول BCl3 مولکولی نا قطبی است.
در مولکول های چهار اتمی مانند CCl4 و CH4 نیز جهت گیری اتم ها در ساختار به گونه ای است که برآیند بردارهای ممان دو قطبی صفر بوده و بنابراین مولکول غیر قطبی می شود. ساختار این ترکیبات را می توان در شکل زیر مشاهده کرد.
انحلال پذیری مولکول های ناقطبی:
مواد ناقطبی در چه حلالی حل می شوند ؟ انحلال پذیری یک ماده در یک حلال، به ماهیت و قدرت نیروهای جاذبه بین ذرات (حل شونده-حل شونده، حلال-حلال و حل شونده-حلال) بستگی دارد.
بنابراین زمانیکه این نیروها شبیه هم باشند، بیشترین میزان انحلال پذیری را داریم. در واقع قانون انحلال پذیری می گوید نظیر در نظیر حل می شود. در مولکول های کووالانسی نا قطبی، نیروی لاندن تنها نیروی بین مولکولی است.
به عنوان مثال، برم یک مایع غیر قطبی است، بنابراین به هر اندازه در تتراکلرید کربن حل می شود. زیرا نیروهای جاذبه بین مولکول های برم از نظر نوع و اندازه شبیه نیروهای جاذبه بین مولکول های تتراکلرید کربن خالص می باشند.
بنابراین، نیروی جاذبه قوی بین مولکول های برم و تتراکلرید کربن ایجاد شده و مولکول های برم در تتراکلرید کربن حل می شوند.
این مولکولها آب گریزند (آب یک حلال قطبی است)، بنابراین این مولکول ها در آب، حل نمی شوند. مثلا نفتالین، در آب نا محلول است.
مولکول های نا قطبی در حلال های غیر قطبی، که اغلب حلال های آلی اند، به خوبی حل می شوند. بنابراین ترکیبات نا قطبی، مواد ناقطبی و مولکول های نا قطبی در حلال های غیر قطبی انحلال پذیرند.
در حقیقت می توان گفت که ترکیباتی که ممان دو قطبی برابر با صفر دارند، در حلال های ناقطبی به خوبی حل می شوند. به طور کلی می توان گفت مواد قطبی و مواد غیر قطبی در یکدیگر معمولا امتزاج نا پذیرند.
لیست مولکول های ناقطبی:
آلکین ها و گاز نجیب همچون (آرگون، هلیوم، کریپتون و نئون) نیز در دسته مولکول های غیر قطبی قرار می گیرند.
در پاراگراف زیر نمونه هایی از سایر مولکول های ناقطبی آورده شده است. برای اینکه دلیل نا قطبی بودن هر کدام را تشخیص دهید، لظفا مقاله را دوباره مرور نمایید.
مولکول های ناقطبی دو اتمی:
مولکول های ناقطبی چند اتمی:
جهت گیری مولکولهای ناقطبی در میدان الکتریکی:
به دلیل آنکه در این مولکولها، قطب مثبت و منفی تشکیل نمی شود، بنابراین این مولکول ها در میدان الکتریکی جهت گیری نمی کنند. در شکل زیر مولکول های O2، CO2 و CH4 را می بینیم که در میدان الکتریکی جهت گیری نکره اند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
