द्विध्रुवीय पल एक रासायनिक संपत्ति इंगित करता है कि कैसे विभिन्नतापूर्वक विद्युत आवेश एक अणु में वितरित कर रहे हैं है। यह डेबी इकाइयों में, 3.33 · 10 -30 C · m में व्यक्त किया जाता है, और आमतौर पर इसका मान 0 से 11 डी तक होता है।
अत्यधिक ध्रुवीय यौगिकों में बड़े द्विध्रुवीय क्षण होते हैं; अपोलर वाले, छोटे द्विध्रुवीय क्षण। एक अणु में जितने अधिक ध्रुवीकृत होते हैं, उतने ही अधिक उसके द्विध्रुवीय क्षण होते हैं; अर्थात्, इलेक्ट्रॉनों में समृद्ध क्षेत्र होना चाहिए, and-, और इलेक्ट्रॉनों में एक और गरीब, be +।
दो रंगों वाला इरेज़र एक ध्रुव के रूप में चिह्नित ध्रुव के क्षण में सकारात्मक और नकारात्मक दो ध्रुवों के सादृश्य के रूप में कार्य करता है। स्रोत: Pexels
द्विध्रुवीय क्षण, μ, एक वेक्टर मात्रा है, इसलिए यह बांडों के कोणों से प्रभावित होता है और सामान्य तौर पर, आणविक संरचना द्वारा।
जब अणु रैखिक होता है, तो इसकी तुलना दो रंगों वाले इरेज़र से की जा सकती है। इसका नकारात्मक अंत negative-, रंग लाल के अनुरूप होगा; जबकि धनात्मक, the +, नीला होगा। जैसे-जैसे,- ध्रुव पर ऋणात्मक आवेशों का परिमाण बढ़ता है, और दूरी जो इसे ole + से अलग करती है, द्विध्रुवीय गति बढ़ती जाती है।
रासायनिक रूप से, उपरोक्त का मतलब है कि दो परमाणुओं के बीच विद्युतीयता में अंतर जितना अधिक होगा, और जितनी अधिक दूरी उन्हें अलग करेगी, उनके बीच द्विध्रुवीय क्षण जितना अधिक होगा।
द्विध्रुवीय गति की गणना कैसे की जाती है?
यह दो परमाणुओं, ए और बी के बीच एक सहसंयोजक बंधन माना जाता है:
एबी
धनात्मक और ऋणात्मक आंशिक आवेशों के बीच की दूरी पहले से ही उनके बंधन की लंबाई से परिभाषित होती है:
A B + -B B-
क्योंकि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विद्युत आवेश का समान परिमाण होता है, लेकिन विपरीत संकेतों के साथ, 1.6 · 10 -19 C, निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करते हुए ए और बी के बीच द्विध्रुवीय क्षण का मूल्यांकन करते समय यह ध्यान में रखा जाता है:
μ = δd
जहां μ द्विध्रुवीय क्षण होता है, δ ऋणात्मक चिन्ह के बिना इलेक्ट्रॉन का आवेश होता है, और मीटर में व्यक्त बंध की लंबाई d होती है। उदाहरण के लिए, यह मानते हुए कि d का मान 2 that (1 · 10 -10 m) है, द्विध्रुवीय क्षण, μA-B होगा:
μA-B = (1.6 10 -19 C) (2 10 -10 मीटर)
= 3.2 10 -29 सी एम
लेकिन चूंकि यह मान बहुत छोटा है, इसलिए डेबी इकाई का उपयोग किया जाता है:
μ = (3.2 · 10 -29 C · m) · (1 D / 3.33 · 10 -30 C · m)
= 9.60 डी
ΜA-B का यह मान यह मान सकता है कि बंधन AB सहसंयोजक की तुलना में अधिक आयनिक है।
उदाहरण
पानी
एक पानी के अणु का पल पल। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
एक अणु के द्विध्रुवीय क्षण की गणना करने के लिए, उनके संबंधित बांडों के सभी द्विध्रुवीय क्षणों को वेक्टर कोण से जोड़ा जाना चाहिए, जो बांड कोणों और त्रिकोणमिति के एक बिट पर विचार करता है। यह शुरुआत में।
पानी में सबसे बड़ा द्विध्रुवीय क्षण होता है जो एक सहसंयोजक यौगिक के लिए अपेक्षित हो सकता है। ऊपरी छवि में हमारे पास हाइड्रोजन परमाणुओं के सकारात्मक आंशिक चार्ज हैं, while +, जबकि ऑक्सीजन नकारात्मक आंशिक चार्ज को वहन करता है, have-। ओएच बंधन काफी ध्रुवीय (1.5 डी) है, और एच 2 ओ अणु में उनमें से दो हैं ।
आमतौर पर, एक वेक्टर खींचा जाता है जिसे कम से कम इलेक्ट्रोनगेटिव एटम (एच) से सबसे इलेक्ट्रोनगेटिव एक (ओ) तक निर्देशित किया जाता है। यद्यपि वे खींचे नहीं जाते हैं, ऑक्सीजन परमाणु पर अनियोजित इलेक्ट्रॉनों के दो जोड़े होते हैं, जो नकारात्मक क्षेत्र को "अधिक" केंद्रित करते हैं।
एच 2 ओ के कोणीय ज्यामिति के कारण, द्विध्रुवीय क्षण ऑक्सीजन परमाणु की दिशा में जुड़ते हैं। ध्यान दें कि दो μO-H का योग 3D (1.5 + 1.5) देगा; लेकिन ऐसा नहीं है। पानी के द्विध्रुवीय क्षण का प्रयोगात्मक मान 1.85D है। HOH बॉन्ड्स के बीच लगभग 105 ° के कोण का प्रभाव यहाँ दिखाया गया है।
मेथनॉल
मेथनॉल अणु का द्विध्रुवीय क्षण। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
मेथनॉल का द्विध्रुवीय क्षण 1.69D है। यह पानी की तुलना में कम है। इसलिए, परमाणु द्रव्यमान का द्विध्रुवीय क्षण पर अधिक प्रभाव नहीं पड़ता है; लेकिन उनके परमाणु त्रिज्या हैं। मेथनॉल के मामले में, हम यह नहीं कह सकते हैं कि इसके HO बॉन्ड में μ एक 1.5D के बराबर है; चूंकि, CH 3 OH और H 2 O में आणविक वातावरण भिन्न हैं ।
यही कारण है कि μO-H की गणना करने के लिए मेथनॉल में HO बॉन्ड की लंबाई को मापना होगा। क्या कहा जा सकता है कि μO-H μC-O से बड़ा है, क्योंकि कार्बन और ऑक्सीजन के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी अंतर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच की तुलना में कम है।
मेथनॉल को सबसे अधिक ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में से एक के रूप में सूचीबद्ध किया गया है जो पानी और अमोनिया के साथ मिल सकता है।
अमोनिया
एक अमोनिया अणु का द्विध्रुवीय क्षण। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
HN बॉन्ड काफी ध्रुवीय होते हैं, इसलिए नाइट्रोजन, इसकी उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी के कारण, इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करता है (ऊपरी छवि)। इसके अलावा, इस पर हमारे पास इलेक्ट्रॉनों की एक बिना पड़ी जोड़ी है, जो to- क्षेत्र के लिए उनके नकारात्मक प्रभार का योगदान करते हैं। इसलिए, इलेक्ट्रिक चार्ज अमोनिया के नाइट्रोजन परमाणु पर प्रबल होते हैं।
अमोनिया में मेथनॉल की तुलना में 1.42 डी का एक द्विध्रुवीय क्षण होता है। यदि अमोनिया और मेथनॉल दोनों को इरेज़र में बदला जा सकता है, तो यह देखा जाएगा कि मेथनॉल इरेज़र में अमोनिया इरेज़र की तुलना में अधिक परिभाषित पोल हैं।
इथेनॉल
इथेनॉल के मामले में, सीएच 3 सीएच 2 ओएच, इसका द्विध्रुवीय क्षण मेथनॉल के बहुत करीब है, लेकिन इसमें निम्न मान हैं। चूंकि region + क्षेत्र में अधिक कार्बन परमाणु होते हैं, इसलिए δ- का प्रतिनिधित्व करने वाला ऑक्सीजन परमाणु अपनी "सापेक्ष नकारात्मक तीव्रता" में से कुछ खोना शुरू कर देता है।
कार्बन डाइऑक्साइड
एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु का द्विध्रुवीय क्षण। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
कार्बन डाइऑक्साइड के दो ध्रुवीय बंधन हैं, C = O, उनके संबंधित द्विध्रुवीय क्षणों μO-C के साथ। हालांकि, जैसा कि ऊपर की छवि में देखा जा सकता है, सीओ 2 के रैखिक ज्यामिति दो μO-C को एक-दूसरे को सदिश रूप से रद्द करने का कारण बनता है, तब भी जब कार्बन पर सकारात्मक आंशिक चार्ज होता है और ऑक्सीजेंस पर नकारात्मक आंशिक चार्ज होता है।
इस कारण से, कार्बन डाइऑक्साइड एक एपोलर अणु है, क्योंकि μCO 2 का मान 0D है।
मीथेन
मीथेन अणु के लिए डिपोल पल। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड दोनों समान रूप से कुछ साझा करते हैं: वे अत्यधिक सममित अणु हैं। सामान्य तौर पर, एक अणु जितना अधिक सममित होता है, उसका द्विध्रुवीय क्षण उतना ही छोटा होता है।
यदि हम सीएच 4 अणु को देखते हैं, तो इसके सीएच बांड ध्रुवीय होते हैं, और इलेक्ट्रॉनों को कार्बन परमाणु की ओर निर्देशित किया जाता है क्योंकि यह थोड़ा अधिक विद्युत प्रवाहित होता है। कोई सोच सकता है कि कार्बन को अत्यधिक नकारात्मक δ- क्षेत्र होना होगा; अपने गहरे लाल केंद्र और नीले सिरे के साथ एक इरेज़र की तरह।
हालांकि, सीएच 4 को आधे हिस्से में विभाजित करके, हम एच 2 ओ अणु के समान, दो एचसीएच हिस्सों को, एक को बाएं और दूसरे को दाईं ओर प्राप्त करेंगे। अन्य आधे के साथ। और इसलिए, μCH 4 का मान 0D है।
संदर्भ
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