Dipol dipol kuvvetleri nelerdir?



dipol dipol kuvvetleri veya Keesom kuvvetleri, kalıcı dipol momentleri olan moleküllerde bulunan moleküller arası etkileşimlerdir. Van der Waals kuvvetlerinden biridir ve en güçlü olmaktan uzak olmasına rağmen, birçok bileşiğin fiziksel özelliklerini açıklayan önemli bir faktördür..

"Dipol" terimi açıkça iki kutup anlamına gelir: biri negatif diğeri pozitif. Bu nedenle, yüksek ve düşük elektronik yoğunluklu bölgeleri tanımladıklarında, ancak elektronların belirli atomlara, tercihen belirli atomlara doğru "göç etmesi" mümkün olan dipolar moleküllerden söz ediyoruz: en elektronegatif.

Üstteki görüntü, kalıcı dipol momentleriyle iki molekül A-B arasındaki dipol-dipol etkileşimlerini göstermektedir. Ayrıca, moleküllerin nasıl yönlendirildiği, böylece etkileşimlerin verimli olması için gözlemlenebilir. Bu şekilde, region + pozitif bölge negatif bölgeyi δ çeker-.

Yukarıdakilere göre, bu tür etkileşimlerin yönsel olduğu belirtilebilir (iyonik yük-yükleme etkileşimlerinin aksine). Ortamlarındaki moleküller kutuplarını, zayıf olmalarına rağmen, tüm bu etkileşimlerin toplamının bileşiğe büyük moleküller arası stabilite verecek şekilde yönlendirir..

Bu, yüksek kaynama veya erime noktaları sergileyen dipol-dipol etkileşimlerini oluşturabilen bileşiklerle (organik veya inorganik) sonuçlanır..

indeks

  • 1 dipolar an
    • 1.1 Simetri
    • 1.2 Doğrusal olmayan moleküllerde asimetri
  • 2 Dipollerin Yönü
  • 3 Hidrojen köprüleri ile etkileşimler
  • 4 Kaynakça

Dipolar Moment

Bir molekülün dipol momenti μ bir vektör büyüklüğüdür. Başka bir deyişle: bir polarite gradyanının bulunduğu yönlere bağlıdır. Bu degrade nasıl ve neden ortaya çıkıyor? Cevap, linklerde ve elementlerin atomlarının kendine özgü doğasında yatmaktadır..

Örneğin, üst resimde A, B'den daha elektronegatiftir, bu nedenle A-B bağlantısında en yüksek elektron yoğunluğu A'nın çevresinde bulunur..

Öte yandan, B elektronik bulutundan “vazgeçer” ve bu nedenle elektron bakımından fakir olan bir bölgeyle çevrilidir. A ve B arasındaki elektronegatifliklerde bu fark, kutupsal gradyanı yaratır.

Bir bölge elektron bakımından zengin olduğundan (δ-), diğeri elektron bakımından fakirdir (δ +), aralarındaki mesafelere bağlı olarak her bir bileşik için belirlenen farklı μ büyüklükleri üreten iki kutup görünür..

simetri

Belirli bir bileşiğin molekülünün μ = 0 olması durumunda, o zaman apolar bir molekül olduğu söylenir (polarite gradyanlarına sahip olsa bile).

Simetrinin - ve dolayısıyla moleküler geometrinin - bu parametrede nasıl önemli bir rol oynadığını anlamak için, A-B bağlantısını tekrar düşünmek gerekir..

Elektronegatifliklerinin farklılığından dolayı, elektron bakımından zengin ve fakir bölgeler tanımlanmıştır..

Bağlantılar A-A veya B-B ise? Bu moleküllerde dipol momenti olmazdı, çünkü her iki atom da bağın elektronlarını aynı şekilde çekiyor (yüzde yüz kovalent bağ).

Görüntüde görülebileceği gibi, ne A-A molekülünde, ne de B-B molekülünde şu anda gözlemlenen zengin veya elektron bakımından fakir bölgeler (kırmızı ve mavi). Burada başka tür güçlerin bir arada tutulmasından sorumlu2 ve B2: Londra kuvvetleri veya dağılma kuvvetleri olarak da bilinen uyarılmış dipol dipol etkileşimleri.

Aksine, eğer moleküller AOA veya BOB tipinde olsaydı, aynı yüklere sahip oldukları için kutupları arasında itmeler olurdu:

İki BOB molekülünün δ + bölgeleri verimli dipol-dipol etkileşimine izin vermez; Aynısı iki AOA molekülünün regions bölgeleri için de geçerlidir. Ayrıca, her iki molekül çiftinin de μ = 0 olması. Polarite gradyanı O-A, A-O bağınınki ile vektörel olarak iptal edilir.

Sonuç olarak, AOA ve BOB çiftinde dipollerin etkili bir oryantasyonunun olmaması nedeniyle dağılma kuvvetleri devreye girer..

Doğrusal olmayan moleküllerde asimetri

En basit örnek, CF molekülünün durumu4 (veya CX yazın4). Burada, C bir tetrahedral moleküler geometriye sahiptir ve elektron bakımından zengin bölgeler, özellikle F'nin elektronegatif atomları üzerindedir..

Polarite gradyanı C-F, tetrahedronun yönlerinden herhangi birinde iptal edilir, böylece bunların toplamının toplamı 0'a eşittir..

Dolayısıyla, tetrahedron merkezi çok pozitif (δ +) ve köşeleri çok negatif (δ-) olmasına rağmen, bu molekül diğer moleküllerle dipol-dipol etkileşimi oluşturamaz.

Dipollerin Yönelimleri

Lineer moleküller A-B söz konusu olduğunda bunlar, en verimli dipol-dipol etkileşimlerini (yukarıdaki resimde görüldüğü gibi) oluşturacak şekilde yönlendirilirler. Yukarıdaki, diğer moleküler geometriler için aynı şekilde uygulanabilir; örneğin, NO molekülleri durumunda açısal olanlar2.

Böylece, bu etkileşimler, A-B bileşiğinin oda sıcaklığında bir gaz mı, sıvı mı yoksa katı mı olduğunu belirler..

Bileşikler A durumunda2 ve B2 (mor elipslerinki), gaz olmaları çok muhtemeldir. Bununla birlikte, eğer atomları çok hacimli ve kolayca kutuplaşabiliyorsa (Londra'nın kuvvetlerini arttırır), o zaman her iki bileşik de katı veya sıvı olabilir..

Dipol-dipol etkileşimleri ne kadar güçlü olursa, moleküller arasındaki uyum o kadar artar; Aynı şekilde, bileşiğin erime ve kaynama noktaları daha yüksek olacaktır. Bunun nedeni, bu etkileşimleri "kırmak" için daha yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulmasıdır..

Öte yandan, sıcaklıktaki bir artış moleküllerin titremesine, dönmesine ve daha sık hareket etmesine neden olur. Bu "moleküler ajitasyon" dipollerin yönelimlerini bozar ve bu nedenle bileşiğin moleküller arası kuvvetleri zayıflar.

Hidrojen köprüleri ile etkileşimler

Üst görüntüde, hidrojen bağlarıyla etkileşime giren beş su molekülü gösterilmiştir. Bu, özel bir dipol dipol etkileşimi türüdür. Elektron-fakir bölge H; ve elektron bakımından zengin bölge (δ-), yüksek oranda elektronegatif atomlar olan N, O ve F'yi işgal eder..

Yani, H'ye bağlı N, O ve F atomlarına sahip moleküller hidrojen bağları oluşturabilir.

Dolayısıyla, hidrojen bağları O-H-O, N-H-N ve F-H-F, O-H-N, N-H-O, vs.'dir. Bu moleküller, onları "bu köprülerden en iyi şekilde yararlanmaları" için doğru şekilde yönlendiren kalıcı ve çok yoğun dipol anları sunar..

Enerjik olarak herhangi bir kovalent veya iyonik bağdan daha zayıftırlar. Bununla birlikte, bir bileşik (katı, sıvı veya gaz) fazındaki tüm hidrojen bağlarının toplamı, onu benzersiz olarak tanımlayan özellikler sergilemesine neden olur..

Örneğin, hidrojen köprülerinin yüksek kaynama noktasından sorumlu olan ve buz durumunda sıvı sudan daha az yoğun olan su; buzdağlarının denizlerde yüzmesinin nedeni.

referanslar

  1. Dipol Dipol Kuvvetleri. 30 Mayıs 2018'de alınan: chem.purdue.edu
  2. Sınırsız Öğrenme. Dipol-Dipol Gücü. 30 Mayıs 2018'de, şu adreslerden alındı: courses.lumenlearning.com
  3. Jennifer Roushar (2016). Dipol-Dipol Kuvvetleri. 30 Mayıs 2018'de, sophia.org adresinden alındı
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 Mayıs 2018). Hidrojen bağı örnekleri nelerdir? 30 Mayıs 2018'de alındı, nereden: thoughtco.com
  5. Mathews, C.K., Van Holde, K.E. ve Ahern, K.G. (2002) Biyokimya. Üçüncü baskı Addison Wesley Longman, Inc., S 33.
  6. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme, p 450-452.
  7. Kullanıcı Qwerter (16 Nisan 2011). Tuvalette 3D model hidrojen bağları. [Şekil]. 30 Mayıs 2018’de, commons.wikimedia.org adresinden alındı