Main menu

Pages

العزم القطبي - للجزيئات غير القطبية - لجزيئات القطبية - Dipole moment

 

العزم القطبي Dipole moment

هو الخاصية التي يمكن قياسها من توزيع الشحنة الكهربية لجزئ مامن خلال قياس مدى عدم انطباق مركز التوزيع الإلكتروني في الجزئ على مركز توزيع الشحنة النووية الموجبة ويتم حساب قيمة العزم القطبي من العلاقة الآتية :- 

 

العزم القطبي = الشحنة ( الوحدات الإلكتروستاتيكية ) x المسافة ( انجستروم )  

µ = q x d (Ao)

 

يقدر العزم القطبي بوحدة تسمى Debye نسبة للعالم Peter J.W. Debye ويرمز لها بالرمز D  وتساوي في النظام العالمي  SI:

  1D = 3.33x10-30 Coulomb meters ( C.m ) 


يوضح اتجاه استقطاب الرابطة باستخدام السهم التالي حيث يشير إلى الطرف الأكثر سالبية

             


سؤال/

إذا كانت شحنة الإلكترون x 10-19 Cm6.1 والمسافة بين البروتون والإلكترون هي Pm 100 أحسب قيمة العزم القطبي بوحدة ديباي ؟ 

 

جواب/

 

إذا كانت شحنة الإلكترون x 10-19 Cm6.1 والمسافة بين البروتون والإلكترون هي Pm 100 أحسب قيمة العزم القطبي بوحدة ديباي ؟

 

عزم الرابطة هو العزم القطبي لرابطة مفردة . 

1- إذا كان الجزئ يتكون من ذرتين فأن عزم الرابطة = عزم ثنائي القطب .

2- إذا كان الجزئ يتكون من عدة  ذرات فأن عزم الرابطة = محصلة متجهات عزم الروابط المختلفة حيث تعتمد قطبية الجزيئات على فارق الكهروسالبية لذرات العناصر وعلى الشكل الهندسي للجزئ وكذلك وضع الأزواج الإلكترونية غير الرابطة .

 

 

 

العزم القطبي للجزيئات غير القطبية  Nonpolar molecules  

 

العزم القطبي للجزيئات غير القطبية  Nonpolar molecules


جزئ CCl4 و CH4

جزئ CCl4 و CH4
 في هذان الجزيئان لايوجد عزم قطبي لأن لكل منهما شكل الهرم الرباعي فيكون مركز الشحنة الموجب متطابق مع  مركز  الشحنة  السالب أي أن محصلة الكميات المتجهة يساوي صفرا .

µ = 0

 

جزئ CO2 

جزئ CO2
قيمة العزم قطبي لهذا الجزئ تساوي صفرًاً لأن محصلة الكميات المتجهة تساوي صفرا بسبب شكل الجزئ الخطي .

 


جزئ 3BF 

جزئ 3BF
 إن شكل الجزئ المثلث المسطح يجعل عزم الروابط متعامد فيلغي بعضه. 

 




العزم القطبي لجزيئات القطبية Polar molecules  

 العزم القطبي لجزيئات القطبية Polar molecules


  جزئ CH3Cl 

جزئ CH3Cl
يهمل تأثير الرابطة C-H في العزم القطبي بسبب تقارب الذرتين في الكهروسالبية وتكون الرابطة C-Cl هي المسئولة عن قيمة العزم القطبي . 

 

 

جزئ SO2  

جزئ SO2

على الرغم من تشابه هذا الجزئ في الصيغة الجزيئية مع  المرآب  CO2 إلا أنه  يختلف  عنه في قيمة العزم القطبي وهذا يعني أن الجزئ غير  خطي  وإنما  منحني bent  بسبب  وجود زوج الإلكترونات غير الرابط على ذرة الكبريت. 

 


جزئ الماء H2O 

جزئ الماء H2O
 بسبب شكل الجزئ الزاوي ( المنحني ) للماء فلا يلغي عزم الرابطة بعضه .



جزئ NH3  و NF3

جزئ NH3  و NF3
لكل من الجزيئين شكل الهرم الرباعي ولكن يختلفان اختلافا كبيرا في قيمة العزم القطبي وذلك بسبب إهمال زوج الإلكترونات غير الرابط على ذرة النيتروجين في جزئ NF3  

 


ملاحظة  

1- تساهم الأزواج الإلكترونية غير الرابطة بشكل كبير في العزم القطبي للماء والأمونيا وذلك لأنها لا تتصل بذرة أخرى لتعادل جزًءً من شحنتها السالبة وبالتالي تساهم بعزم كبير بعيدا عن الذرة المركزية .

2- تؤثر قيم الكهروسالبية  لذرات العناصر  تأثير واضح على العزم القطبي وكذلك على قيمة عزم الرابطة C-C الأحادية اعتمادا على التهجين والقيم التالية قام باحتسابها العالم بيترو Petro سنة 1958م توضح ذلك .

 

2- تؤثر قيم الكهروسالبية  لذرات العناصر  تأثير واضح على العزم القطبي وكذلك على قيمة عزم الرابطة C-C الأحادية اعتمادا على التهجين والقيم التالية قام باحتسابها العالم بيترو Petro سنة 1958م توضح ذلك .

 يتضح من هذه القيم أنه آلما زاد الفارق في الكهروسالبية زاد عزم الرابطة

تعمل المجموعات الدافعة للإلكترونات على إنقاص العزم القطبي للرابطة حيث تصبح الشحنة منتشرة وغير متمركزة ، والعكس صحيح بالنسبة للمجموعات الساحبة للإلكترونات .

 

تعمل المجموعات الدافعة للإلكترونات على إنقاص العزم القطبي للرابطة حيث تصبح الشحنة منتشرة وغير متمركزة ، والعكس صحيح بالنسبة للمجموعات الساحبة للإلكترونات .

 

سؤال /

إن قيمة العزم القطبي للمركب HCC-CH2-CH3 هو D8.0 أكبر بكثير من قيمة العزم القطبي للمركب H2C=CH-CH2CH3 التي تبلغ 0.3D فكيف تفسر هذا الاختلاف على الرغم من أنهما ناتجان بصورة رئيسية عن قطبية واحدة من روابط C-C الأحادية في الجزيئين ؟  

 

جواب/

تفسير ذلك هو أن الرابطة في المركب الأول ناتجة من تهجين Csp-Csp3 فتكون أعلى كهروسالبية من الرابطة في المركب الثاني الناتجة من تهجين Csp2-Csp3  

 


سؤال /

العزم القطبي للمركب CH3Cl هو 1.87D أكبر من العزم القطبي للمركب 1.85D, CH3F رغم أن كهروسالبية الفلور أعلى من كهروسالبية الكلور فسر ذلك ؟  

 

الجواب/

السبب في ذلك هو صغر حجم ذرة الفلور الذي يؤدي إلى قربها من ذرة الكربون فيقل العزم القطبي . 

 

 

 

 

المصادر

  • الكيمياء العضوية الحديثة . د عادل جرار  ، الطبعة الأولى (2002) / دار أويا للطباعة والنشر والتوزيع ـ طرابلس ـ الجماهيرية العظمى . 
  •   الكيمياء العامة . فريدريك لونجو . مترجم . منشورات الأردن . (1981) / مجمع اللغة العربي الأردني . 

  • Organic Chemistry / G. Patrick  . ( Second edition) , 2004 , BIOS Scientific , UK .
  • Organic Chemistry / G. Marc Loudon  . ( Fourth edition ) , 2002 , Oxford University Press , Inc . USA
  •   Stereochemistry /  David G. Morris  , 2001, Royal Society of Chemistry , UK .
  •  Organic Chemistry / Philip S. Bailey , Christina A. Bailey . ( Sixth edition ) ,  2000, Prentice-Hall , Inc . New Jersey .
  •  Organic Chemistry / Graham Solomons , Craig Fryhle . ( Seventh edition ) , 2000,  John Wiley & Sons .
  • Organic Chemistry / Thomas N. Sorrell , 1999, University Science Books .
  • Foundations of  Organic Chemistry / Michael Hornby , Josephine  Peach  , 1997,  Oxford University Press , Inc .  New York .
  • Textbook of Practical Organic Chemistry / Vogel's. ( Fifth edition ) , 1996,  Longman , Edinburgh Gate , UK .
  • Organic Chemistry / John McMurry . ( Fourth edition ) , 1996, T I P , Inc .USA
  • Organic Chemistry / Morrison , Boyd . ( Fifth edition ) , 1987,  Allyn  and  Bacon  , Inc .
  • Introduction to Organic Chemistry / Douglas Applequist , Charles Depuy , Kennth  L. Rinehart , (Third edition ) ,1982 , John Wiley & Sons , Inc .
  • Organic Chemistry " A Short Course " / Harold  Hart ,  Robert  D.  Schuetz .  ( Fifth edition ) , 1978 , Houghton Mifflin Company . USA .
  • Organic Chemistry / Douglas C. Neckers , Michael P. Doyle , 1977 , John Wiley  & Sons , Inc . USA .
  • Solution Manual /Douglas C. Neckers , Michael P. Doyle , Erich C, 1977 , John  Wiley & Sons , Inc .
  •  Fundamental Principal  Lecturer in Organic Chemistry / I. Finar, Sixth edition  ,1976, Longman , London .
  • Organic Chemistry / G. A. Taylor , 1975, Longman Group Limited , London .
  • Essential of Organic and Biochemistry / Donald  J. Burton , Joseph  I. Routh .   1974,  W. B. Saunders Company . Toronto , Canada .
  • Inorganic Chemistry , Principles of Structure  and  Reactivity  / James HuHeey ,  Ellen A. Keiter , Richard  L. Keiter  . ( Fourth edition ) , 1993, Harper Collins .
  • General Chemistry / James E. Brady . ( Fifth edition ) , 1990, John Wiley & Sons ,  Inc . Canada .
  • Chemical Principles / William L. Masterton , Emil J. Slowinski , Conrad  L.  Staitski . ( fifth edition ) , 1981, Holt-Saunders Japan , LTD .
  • General Chemistry / Luder , Zuffanti , Shepard , Vernon . ( Third edition ) , 1966,
  •  W. B. Saunders Company . London W. C. I
  • Biochemical Calculations / Irwin H. Segel . ( Second Edition ) , 1975



Comments

contents title