تشير قطبية كيميائية عادة ، يؤدي الفصل الجزئي للشحنات الكهربائية في الجزيء إلى تطوير عزم ثنائي القطب أو متعدد الأقطاب. ترتبط الجزيئات القطبية ببعضها البعض من خلال القوى القطبية بين الجزيئات والرابط الهيدروجينى. يعتمد القطبية الجزئية على الاختلاف في الكهربية للذرات المختلفة التي يتكون منها الجزيء. على سبيل المثال ، يعتبر الماء مركبًا قطبيًا بسبب عدم التوازن في التوزيع الإلكتروني في ارتباط الهيدروجين بالأكسجين ، بينما يعتبر الميثان مركبًا غير قطبي بسبب التوازن في المشاركة الإلكترونية بين الكربون والهيدروجين. تؤثر القطبية الكهربائية على العديد من الخصائص مثل التوتر السطحي وقابلية الذوبان وكذلك نقاط الغليان والانصهار.

نتائج[عدل]

العديد من الظواهر ناتجة عن النظرية القطبية الكيميائية. على سبيل المثال ، يفسر سبب قدرة بعض الحشرات على الطفو على سطح الماء ، ولماذا تتجمد المسطحات المائية من السطح إلى القاع. ^[1] تجعل قطبية جزيئات الماء لها خصائص مهمة.

النظرية[عدل]

عندما تترابط ذرتان ، قد ينتج هذا الترابط عن رابطة لا تشترك في الإلكترونات بطريقة متوازنة بين الذرتين. حيث تجذب إحدى الذرتين سحابة الإلكترون نحو أكثر من الأخرى ، وهذا يسمى الكهربية. ويؤدي عدم التوازن في توزيع الإلكترونات داخل الروابط إلى ظهور القطبية. وبالتالي ، يمكن تقسيم الجزيئات إلى أيونات موجبة أو أيونات سالبة (أيونات). يتم الإشارة إلى الأيونات الموجبة بواسطة د + يدل على الشوارد السلبية د−.

تم تقديم هذا الترميز لأول مرة بواسطة كريستوفر إنجولد وإديث إنجولد في عام 1926.^[1]

تسحب الذرات الكهربية العالية مثل الأكسجين والفلور والنيتروجين الإلكترونات إليها من الذرات ذات القدرة الكهربية المنخفضة. في حالة الترابط بين هذه الذرات ، ستقترب الإلكترونات من الذرات ذات القدرة الكهربية العالية.

وبالتالي يمكن أن تكون الروابط إما روابط قطبية أو روابط غير قطبية. يتم إنتاج الروابط غير القطبية عندما يكون فرق الكهربية بين الذرتين المترابطتين صفرًا. بينما تحدث الروابط القطبية عندما يكون فرق الكهربية كبيرًا بحيث تجذب الذرة ذات القدرة الكهربية العالية الإلكترون. لتحديد القطبية رياضيًا ، يتم حساب فرق الكهربية بين الذرتين. إذا كان هذا الاختلاف بين 0.4 و 1.7 ، فإن الرابطة تعتبر قطبية.

قطبية في الجزيئات[عدل]

يمكن وصف الجزيئات بأنها تحتوي على “روابط قطبية” أو “روابط غير قطبية”. ومع ذلك ، فإن هذا التعميم غالبًا ما يكون نسبيًا. ومع ذلك ، فإن الخصائص التالية نموذجية لمثل هذه الجسيمات.

الجزيئات القطبية[عدل]

مثال شائع على الجزيء القطبي المنزلي هو السكر. الاسم العلمي للسكر هو السكروز ، حيث يتكون جزيءه من ارتباط جزيء الفركتوز بجزيء الجلوكوز. يحتوي السكروز على العديد من الروابط القطبية بين الأكسجين والهيدروجين (-OH).

بسبب الطبيعة القطبية لجزيء الماء (H2O) فهو مذيب جيد. أيضا ، يمكن للجزيئات القطبية أن تذوب عادة في الماء.

• 

  يحتوي السكروز على العديد من أقطاب- OH

• 

  الماء قطبي

• مثال 2 فلوريد الهيدروجين ، HF ، هو جزيء قطبي تميل فيه إلكترونات الرابطة نحو ذرة الفلور.
• مثال 3 للأمونيا المركبة ثلاث روابط بين ثلاث ذرات هيدروجين وذرة نيتروجين ؛ يعتبر قطبيًا قليلاً ، حيث يتم إزاحة الإلكترونات قليلاً إلى جانب النيتروجين. لكن هذا الجزيء يحتوي على إلكترونين منفردان يدوران في المدار ، وهذه النقطة تقع في الجزء العلوي من رباعي الوجوه ، وهذه السحابة الإلكترونية لا تشارك في الرابطة المركبة ، مما ينتج عنه قطبية قوية لمركب الأمونيا.
• مثال 4 يتكون مركب الأوزون من رابطتين OO غير قطبين ، ولكن عند إضافة ذرة ثالثة إلى المركب لتكوين الأوزون ، نحصل على عدم تجانس في الإلكترونات ، حيث تشترك الذرة المركزية في إلكتروناتها مع ذرتين أخريين ، في حين أن كل منهما من الذرتين المحيطيتين تشترك في إلكتروناتها مع ذرة واحدة ، مما يؤدي إلى أن الذرة المركزية بها شحنة +1 ، في حين أن الذرات الخارجية لها شحنة -1/2

• 

  تظهر ذرة الفلورايد ذات أعلى كهرسلبية باللون الأصفر في مركب فلوريد الهيدروجين

• 

  تُظهر المنطقة الحمراء لمركب بيروكسيد الهيدروجين المنطقة السالبة الشحنة

• 

  يظهر الإلكترونان الوحيدان باللون الأصفر أعلى هيكل رباعي السطوح في الأمونيا

• 

  يشير اللون الأحمر إلى الشحنة السالبة في الأمونيا

• 

  الأوزون

جزيئات غير قطبية[عدل]

قد يكون الجزيء غير قطبي بسبب رابطة غير قطبية عندما يكون هناك مشاركة متساوية للإلكترونات بين الذرات أو بسبب الترتيب المتماثل للروابط القطبية (رابطان متكافئان كهربائيًا مع بعضهما البعض).

تتضمن أمثلة المركبات غير القطبية الدهون والزيوت والبنزين. لذلك ، فإن معظم الجزيئات غير القطبية عبارة عن مركبات غير قابلة للذوبان في الماء في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك ، فإن العديد من المذيبات العضوية غير القطبية ، مثل زيت التربنتين ، قادرة على إذابة المواد القطبية.

عند مقارنة جزيء قطبي وغير قطبي له نفس الكتلة المولية ، يكون للجزيء القطبي عمومًا نقطة غليان أعلى ، بسبب التفاعل ثنائي القطب. الشكل الأكثر شيوعًا لهذا النوع من التفاعل هو الرابطة الهيدروجينية.

• مثال 4 في مركب الميثان ، يتم توزيع الروابط الهيدروجينية لأربع ذرات هيدروجين حول ذرة الكربون في شكل رباعي الوجوه ، وبما أن كل رابطة لها قطبية قليلة والتوزيع متماثل ، فإن الروابط الكلية للمركب تكون غير قطبية
• مثال 5 في البورون ثلاثي فلوريد ، هناك ثلاث روابط قطبية موزعة على 120 درجة ، لذا فإن مجموع هذه الروابط لا يشكل ثنائي القطب.
• مثال 6: جزيء الأكسجين غير قطبي بسبب تجانس توزيع الإلكترون بين الذرتين

• 

  يتم توزيع الروابط القطبية في الميثان بشكل متماثل ، وبالتالي فإن النتيجة الصافية هي صفر

• 

  سيؤدي الترتيب الهرمي لذرات البورون ثلاثي فلوريد إلى عدم القطبية

الجسيمات الهجينة[عدل]

إنها جزيئات كبيرة لها نهاية واحدة برابطة قطبية ترتبط بمجموعة أخرى لها طرف غير قطبي آخر وهي مواد خافضة للتوتر السطحي جيدة. يمكن أن تساعد هذه المركبات في تكوين مستحلبات مستقرة ، أو خليط من الماء والدهون. كما أنه يقلل من التوتر السطحي بين الزيت والماء عن طريق الامتزاز عند سطح التلامس بين السائل والسائل.

• 

  يحتوي هذا المركب المعقد على العديد من الروابط القطبية على الجانب الأيمن والروابط غير القطبية على الجانب الأيسر ، مما يعطي خصائص الفاعل بالسطح

• 

  تذوب نهايات الأيونات الغروية المحبة للدهون في الزيت بينما تظل النهايات المحبة للماء

• 

  الدهون الفسفورية الطبيعية النشطة التي لها وظائف بيولوجية مهمة

• 

  مقطع عرضي يمكن أن يتكون من الدهون الفوسفورية التي يمكن أن تشكل أيونات غروية وهي مهمة في تكوين أغشية الخلايا

المراجع[عدل]

• بوابة الفيزياء
• بوابة الكيمياء
• بوابة الكيمياء الفيزيائية

قطبية كيميائية في المشاريع الشقيقة:
	الصور والصوت من كومنز.

تم الاسترجاع من «https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=polarity_chemical&oldid=57991698»