APAKAH DAYA DIPOL DIPOL? - KIMIA - 2026

Daya dipol dipol atau daya Keesom adalah interaksi intermolekul yang terdapat dalam molekul dengan momen dipol kekal. Ini adalah salah satu kekuatan Van der Waals dan, walaupun jauh dari yang terkuat, itu adalah faktor utama yang menjelaskan sifat fizikal banyak sebatian.

Istilah "dipole" secara eksplisit merujuk kepada dua kutub: satu negatif dan satu positif. Oleh itu, kita bercakap mengenai molekul dipol ketika mereka menentukan kawasan dengan kepadatan elektron tinggi dan rendah, yang hanya mungkin dilakukan sekiranya elektron "berpindah" ke arah atom tertentu: yang paling elektronegatif.

Gambar atas menggambarkan interaksi dipol-dipol antara dua molekul AB dengan momen dipol kekal. Begitu juga, dapat diperhatikan bagaimana molekul-molekul berorientasikan supaya interaksi itu berkesan. Oleh itu, rantau positif δ + menarik kawasan negatif δ-.

Menurut perkara di atas, dapat ditentukan bahawa jenis interaksi ini bersifat arah (tidak seperti interaksi cas-ionik). Molekul-molekul di persekitaran mereka mengarahkan tiang mereka sedemikian rupa sehingga, walaupun mereka lemah, penjumlahan semua interaksi ini memberikan kestabilan antarmolekul yang hebat.

Ini mengakibatkan sebatian (organik atau bukan organik) yang mampu membentuk interaksi dipol-dipol menunjukkan takat didih atau lebur yang tinggi.

Momen dipole

Momen dipol µ molekul adalah kuantiti vektor. Dengan kata lain: ia bergantung pada arah di mana terdapat kecerunan polaritas. Bagaimana dan mengapa kecerunan ini berasal? Jawapannya terletak pada ikatan dan sifat intrinsik atom unsur.

Sebagai contoh, pada gambar atas A lebih elektronegatif daripada B, jadi pada ikatan AB ketumpatan elektron tertinggi terletak di sekitar A.

Di sisi lain, B "melepaskan" awan elektronnya dan, oleh itu, dikelilingi oleh wilayah miskin elektron. Perbezaan elektronegativiti antara A dan B ini mewujudkan kecerunan polariti.

Oleh kerana satu kawasan kaya dengan elektron (δ-) sementara yang lain lemah dalam elektron (δ +), kedua kutub muncul, yang, bergantung pada jarak di antara mereka, berasal magnitud yang berbeza dari µ, yang ditentukan untuk setiap sebatian .

Simetri

Sekiranya molekul sebatian tertentu mempunyai µ = 0, maka dikatakan molekul apolar (walaupun ia mempunyai kecerunan polaritas).

Untuk memahami bagaimana simetri - dan oleh itu geometri molekul - memainkan peranan penting dalam parameter ini, perlu dipertimbangkan lagi ikatan AB.

Kerana perbezaan elektronegativiti mereka, terdapat kawasan yang ditentukan kaya dan miskin elektron.

Bagaimana jika pautan itu AA atau BB? Dalam molekul-molekul ini tidak akan ada momen dipol, kerana kedua-dua atom menarik ke arah mereka dengan cara yang sama elektron ikatan (ikatan kovalen seratus peratus).

Seperti yang dapat dilihat pada gambar, molekul AA atau BB sekarang tidak menunjukkan kawasan kaya atau miskin elektron (merah dan biru). Di sini jenis daya yang lain bertanggungjawab untuk menahan A ₂ dan B _{2 bersama} : interaksi dipol-dipol yang disebabkan, juga dikenali sebagai daya London atau daya serakan.

Sebaliknya, jika molekul itu adalah jenis AOA atau BOB, akan ada tolakan antara kutub mereka kerana ia mempunyai cas yang sama:

Kawasan δ + dua molekul BOB tidak membenarkan interaksi dipol-dipol yang cekap; perkara yang sama berlaku untuk kawasan δ- dua molekul AOA. Begitu juga, kedua-dua pasangan molekul mempunyai µ = 0. Gradien polariti OA dibatalkan secara vektor dengan ikatan AO.

Akibatnya, daya penyebaran turut berlaku pada pasangan AOA dan BOB, kerana tidak adanya orientasi dipol yang berkesan.

Asimetri dalam molekul tidak linear

Kes paling mudah adalah molekul CF ₄ (atau jenis CX ₄ ). Di sini, C mempunyai geometri molekul tetrahedral dan kawasan kaya elektron terdapat di bucu, khususnya pada atom elektronegatif F.

CF kecerunan polaritas membatalkan pada salah satu arah tetrahedron, menyebabkan jumlah vektor semua ini sama dengan 0.

Oleh itu, walaupun pusat tetrahedron sangat positif (δ +) dan bucunya sangat negatif (δ-), molekul ini tidak dapat membentuk interaksi dipol-dipol dengan molekul lain.

Orientasi dipol

Sekiranya molekul AB linear, mereka berorientasi sedemikian rupa sehingga membentuk interaksi dipol-dipol yang paling berkesan (seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas). Perkara di atas berlaku dengan cara yang sama untuk geometri molekul lain; sebagai contoh, sudut dari molekul NO ₂ .

Oleh itu, interaksi ini menentukan sama ada sebatian AB adalah gas, cecair, atau pepejal pada suhu bilik.

Bagi sebatian A ₂ dan B ₂ (elips ungu), kemungkinan besar gas itu gas. Namun, jika atomnya sangat besar dan mudah terpolarisasi (yang meningkatkan daya London), maka kedua-dua sebatian itu boleh menjadi pepejal atau cair.

Semakin kuat interaksi dipol-dipol, semakin besar perpaduan antara molekul; begitu juga, semakin tinggi takat lebur dan didih sebatian. Ini kerana suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk "mematahkan" interaksi ini.

Sebaliknya, kenaikan suhu menyebabkan molekul bergetar, berputar dan bergerak lebih kerap. "Pergolakan molekul" ini merosakkan orientasi dipol dan oleh itu daya antarmolekul sebatian tersebut menjadi lemah.

Interaksi ikatan hidrogen

Pada gambar atas lima molekul air ditunjukkan berinteraksi oleh ikatan hidrogen. Ini adalah jenis interaksi dipol-dipol khas. Kawasan miskin elektron diduduki oleh H; dan kawasan kaya elektron (δ-) diduduki oleh atom N, O, dan F yang sangat elektronegatif.

Maksudnya, molekul dengan atom N, O, dan F yang terikat pada H dapat membentuk ikatan hidrogen.

Oleh itu, ikatan hidrogen adalah OHO, NHN dan FHF, OHN, NHO, dll. Molekul-molekul ini mempunyai momen dipol yang tetap dan sangat kuat, yang mengarahkannya dengan betul untuk "memanfaatkan" jambatan ini.

Mereka lebih lemah dari ikatan kovalen atau ionik. Walaupun, jumlah semua ikatan hidrogen dalam fasa sebatian (pepejal, cair atau gas) menjadikannya menunjukkan sifat yang menentukannya sebagai unik.

Contohnya, seperti air, ikatan hidrogennya bertanggungjawab untuk takat didihnya yang tinggi dan kurang padat dalam keadaan ais daripada air cair; sebab mengapa gunung es melayang di laut.

Rujukan

1. Pasukan Dipole-Dipole. Diakses pada 30 Mei 2018, dari: chem.purdue.edu
2. Pembelajaran tanpa had. Daya Dipol-Dipol. Diakses pada 30 Mei 2018, dari :ursus.lumenlearning.com
3. Jennifer Roushar. (2016). Pasukan Dipole-Dipole. Diakses pada 30 Mei 2018, dari: sophia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 Mei 2018). Apakah Contoh Ikatan Hidrogen? Diakses pada 30 Mei 2018, dari: thinkco.com
5. Mathews, CK, Van Holde, KE dan Ahern, KG (2002) Biokimia. Edisi ketiga. Addison Wesley Longman, Inc., Hlm.33.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE, hlm 450-452.
7. Pengguna Qwerter. (16 April 2011). Ikatan hidrogen model 3D di tandas. . Diakses pada 30 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org