ما هو جزيء ثنائي القطب؟

في حالة ثنائي القطب ، يتم توزيع الرسوم بشكل غير متساو

يوجد ثنائي القطب (كهربائي) في الفيزياء ترتيب بشحنتين كهربائيتين متساويتين ولكن متعاكستين. يتم عزل هاتين الشحنتين عن بعضهما البعض على مسافة صغيرة.

• بالنسبة للعديد من الجزيئات ، يستخدم مصطلح "جزيء ثنائي القطب" في كيمياء تستخدم. تُظهر هذه الجزيئات توزيعات شحنة غير متناظرة واضحة للإلكترونات ، حتى لو كان الجزيء محايدًا كهربائيًا للخارج. من الشائع الإشارة إلى هذه الجزيئات ببساطة على أنها ثنائيات أقطاب أو قطبية.
• كنموذج ، يمكنك إنشاء ثنائي القطب عن طريق وضع كرتين معدنيتين معزولين عن بعضهما البعض على مسافة ليست كبيرة جدًا وشحنهما.
• في الهندسة الكهربائية ، ثنائي القطب هو هوائي على شكل قضيب يتم تغذيته في المنتصف. تضمن ناقلات الشحنة المتحركة في هذا الهوائي ثنائي القطب انبعاث الموجات الكهرومغناطيسية.
• العزم ثنائي القطب هو كمية مميزة لكل ثنائي القطب ، بغض النظر عن حجمه وشحنته. في العلبة الكهربائية ، يمكنك تفسيرها على أنها مقياس لفصل الشحنة. يتم تعريف العزم ثنائي القطب على أنه μ = q * l ، حيث q هي الشحنة و l هي المسافة بين الشحنتين. تعطى الوحدة بمقياس الكولوم (سم).
  instagram viewer


القوى ثنائية القطب - هذا ما تعنيه في الكيمياء

هناك قوى لا حصر لها بين الجزيئات ، والتي تحدث في معظم الحالات بسبب الشحنات ...

• بالإضافة إلى ذلك ، يتحدث المرء عن ثنائي القطب المغناطيسي إذا كان هناك قطبين مغناطيسيين متعارضين بدلاً من الشحنات. كل مغناطيس دائم على شكل قضيب هو مثل هذا ثنائي القطب المغناطيسي. يمكنك أيضًا الإشارة تقريبًا إلى المجال المغناطيسي للأرض باعتباره ثنائي القطب المغناطيسي.

الكهرسلبية تصنع الفارق

جزيء ثنائي القطب له توزيع غير متساو للإلكترونات. أي أن مركز ثقل الشحنات الموجبة للنواة الذرية ومركز ثقل الشحنات السالبة للإلكترونات لا يتطابقان. لماذا هذا؟

• في الكيمياء ، يتم إنشاء الرابطة دائمًا من خلال قوى الجذب التي تمارسها النواة الذرية على إلكترونات شريك الرابطة - والعكس صحيح. عادة ما يكون هؤلاء شركاء غير متكافئين ، أي ذرات من عناصر مختلفة.
• المصطلح الكيميائي لمثل هذه القوى الملزمة هو الكهربية. من المفهوم أن هذا يعني مسعى الذرات لجذب زوج الإلكترونات المشترك في رابطة. الكهربية لعنصر ما هي قيمة عددية خالصة يمكن حسابها نظريًا وتعمل كقيمة مقارنة في الروابط الكيميائية. يمكنك استخدام هذه القيم الرقمية بتنسيق الجداول ابحث عن.

ببساطة ، فإن الطابع ثنائي القطب للرابطة أكبر ، وكلما زاد الاختلاف في الكهربية.

هذا يخلق جزيء ثنائي القطب دائم

وبالتالي ، فإن أمثلة جزيئات ثنائي القطب هي جميع الجزيئات التي تتكون من شريكين لهما سلبية إلكترون مختلفة (جدًا):

• تتمتع الهالوجينات (المجموعة 7) ، وخاصة الفلور ، بقدرة كهربية عالية. وفقًا لقاعدة الثمانيات ، تريد هذه العناصر أن تشغل غلافها الإلكتروني الخارجي بثمانية إلكترونات في رابطة. بشكل تقريبي ، هم يجذبون الإلكترونات في رابطة.
• الفلزات القلوية والقلوية الأرضية (المجموعتان 1 و 2) وكذلك الهيدروجين لها كهرسلبية منخفضة فقط. تحتوي العناصر على إلكترون واحد أو إلكترونين فقط في غلافها الخارجي ، والتي تتخلى عنها بسهولة في السندات.
• مع كلوريد الهيدروجين HCl (وكذلك مع فلوريد الهيدروجين HF) ، على سبيل المثال ، الشائع يكون زوج الإلكترونات التي تكوِّن الرابطة ، في المتوسط ​​بمرور الوقت ، من ذرة الكلور أكثر من ذرة الهيدروجين في. هذا يعطي الكلور شحنة جزئية سالبة والهيدروجين شحنة جزئية موجبة.
• في الحالة القصوى ، تدخل الذرات في رابطة أيونية حيث يبقى إلكترون واحد أو أكثر بشكل دائم مع أحد الشريكين الملزمين. كلوريد الصوديوم ، كيميائيا كلوريد الصوديوم ، هو مثال على ذلك. تتكون البلورة التي تتكون من أيونات الصوديوم موجبة الشحنة وأيونات الكلور سالبة الشحنة.

جزيء الماء مثال صارخ

• أحد الأمثلة المعروفة لجزيء ثنائي القطب هو جزيء الماء المكون من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة ، كيميائيًا H₂س. هنا الذرة الأكثر كهرسلبية هي الأكسجين ، والذي ، وفقًا لقاعدة الثمانيات ، يفتقر إلى إلكترونين في الغلاف الخارجي.
• في الواقع ، شكل حرف H₂جزيء O غير عادي. ترتبط كل من نواتي الهيدروجين بنواة الأكسجين وتشكل واحدة مع بعضها البعض زاوية 105 درجة. يفضل أن يكون إلكترونان الهيدروجين قريبين من الأكسجين. يكون جزيء الماء موجبًا على جانب نواتي الهيدروجين وسالب بالقرب من الأكسجين.
• إن الشكل غير المعتاد للجزيء له عواقب بعيدة المدى: إذا اجتمعت العديد من جزيئات الماء معًا ، فلن توزع جزيئات عشوائية أو غير مشحونة. ستشكل بعض الجزيئات روابط بين جزء الأكسجين السالب وجزء الهيدروجين الموجب لجزيء آخر.
• تسمى هذه الرابطة رابطة هيدروجينية. تلتصق الجزيئات ببعضها البعض ، والبعض الآخر ينفصل. عمر هذه الروابط الهيدروجينية في نطاق نانوثانية. اعتمادًا على درجة الحرارة ، ترتبط بعض الجزيئات معًا لتشكل نوعًا من الشبكة المكانية. هذا ينكسر مرة أخرى بسرعة ليشكل مرة أخرى في شكل مختلف. هذا التواصل هو أحد أسس اليوم خصائص الشذوذ من الماء.

باختصار ، يمكنك صياغتها بهذه الطريقة: يتميز الجزيء ثنائي القطب بحقيقة أن رابطته له توزيع غير متماثل لشحنة الإلكترونات. تعتبر مركبات الفلزات القلوية والهالوجينات أمثلة جيدة على هذه الجزيئات. أشهرها جزيء الماء القطبي.