პოლარული ნივთიერებები

პოლარული ნივთიერება — ქიმიაში არის ნივთიერება, რომლის მოლეკულებს გააჩნიათ ელექტრონული დიპოლური მომენტი. პოლარული ნივთიერებებისთვის, არაპოლარულ ნივთიერებებთან შედარებით, დამახასიათებელია მაღალი ფარდობითი დიელექტრიკული შეღწევადობა (თხევად ფაზაში 10-ზე მეტი), მაღალი დუღილისა და დნობის ტემპერატურა.

წყლის მოლეკულა არის პოლარობის მაგალითი. წარმოდგენილია ორი მუხტი უარყოფითი მუხტი არის შუაში (წითელ ჩრდილში), ხოლო ბოლოებზე დადებითი მუხტი (ცისფერ ჩრდილში).

პოლარული მოლეკულები ურთიერთქმედებენ დიპოლ – დიპოლური მოლეკულათშორისი ძალების და წყალბადური ბმების საშუალებით. პოლარობას საფუძვლად უდევს უამრავი ფიზიკური თვისება, მათ შორის ზედაპირული დაძაბულობა, ხსნადობა, დნობის და დუღილის ტემპერატურები.

პოლარული გამხსნელებში ყველაზე უკეთ იხსნებიან პოლარული ნივთიერებები, მათ ასევე გააჩნიათ იონების სოლვატაციის უნარი. პოლარული გამხსნელების მაგალითებია წყალი, ამიაკი, სპირტები, და სხვა ნივთიერებები.

ბმების პოლარობა

წყალბადის ფთორიდის მოლეკულა რადგან ფთორი უფრო ელექტროუარყოფითია ვიდრე წყალბადი H − F ბმაც მისკენ არის გადახრილი, რაც წარმოქმნის ნაწილობრივ მუხტებს. წითელი წარმოადგენს ნაწილობრივ უარყოფითად დამუხტულ რეგიონებს, ხოლო ცისფერი წარმოადგენს ნაწილობრივ დადებითად დამუხტულ რეგიონებს.

იმის გამო, რომ ელექტრონებს აქვთ უარყოფითი მუხტი, ელექტრონების არათანაბარი გადანაწილება ბმის შიგნით იწვევს ელექტრული დიპოლის წარმოქმნას: ამიტომაც დადებითი და უარყოფითი ელექტრული მუხტები განცალკევდება. ასეთ დიპოლებში განცალკევებული მუხტები ჩვეულებრივ უფრო მცირეა, ვიდრე ფუნდამენტური მუხტი, ამიტომაც ასეთ მუხტებს უწოდებენ ნაწილობრივ მუხტებს, აღინიშნებიან δ + (დელტა პლუსით) და δ− (დელტა მინუსით). ეს სიმბოლოები შემოიღეს 1926 წელს სერ კრისტოფერ ინგოლდმა და დოქტორმა ედიტ ჰილდა ინგოოლდმა.^[1]^[2]

სუსტი ელექტრული გადახრა შესაძლებელია თუნდაც არაპოლარული სითხეებისთვისაც.^[3]

კლასიფიკაცია

ბმების პოლარობა, როგორც წესი, იყოფა სამ ჯგუფად, რომლებიც დამყარებული არის ელექტროუარყოფითობის განსხვავებაზე, ბმის მქონე ატომებს შორის. პაულინგის სკალის მიხედვით:

არაპოლარული ბმები, ძირითადად მაშინ ჩნდება, როდესაც ელექტროუარყოფითობის სხვაობა ორ ატომს შორის 0,5 – ზე ნაკლებია.
პოლარული ბმები, ძირითადად ჩნდება როდესაც ელექტროუარყოფითობა ორ ატომს შორის მერყეობს დაახლოებით 0,5-სა და 2.0-ს შორის.
იონური ბმები ზოგადად ჩნდება, როდესაც ელექტროუარყოფითობის სხვაობა ორ ატომს შორის 2.0-ს აღემატება.

პაულინგმა ეს კლასიფიკაციის სქემა დაფუძნა ბმის ნაწილობრივ იონურ თვისებაზე. მისი შეფასებით, 1.7-ი სხვაობა შეესაბამება 50% იონურ ბმას, ასე რომ უფრო დიდი სხვაობა შეესაბამება ბმას, რომელიც უფრო მეტად იონიურია.^[4]

როგორც კვანტურ-მექანიკური აღწერილობით, პაულინგმა გამოიყენა პოლარული მოლეკულის AB- ისთვის ტალღური ფუნქცია, რაც არის კოვალენტური და იონური მოლეკულების ტალღური ფუნქციების ხაზოვანი კომბინაცია: ψ = aψ(A:B) + bψ(A⁺B⁻).

კოვალენტური და იონური თვისებები დამოკიდებულია კვადრატული კოეფიციენტების მნიშვნელობებზე a² და b²-ზე.^[5]

პოლარობის პროგნოზირება

ნივთიერება შედგენილობის მიხედვით შესაძლებელია იმის პროგნოზირება ნივთიერება პოლარულია თუ არაპოლარული. ცხრილში მოცემულია მაგალითები:

	ფორმულა	აღწერა	მაგალითი	სახელი
პოლარული	AB	წრივი მოლეკულები	CO	ნახშირბადის მონოქსიდი
	HA_x	მოლეკულები ერთი H-ით	HF	წყალბადის ფთორიდი
	A_xOH	მოლეკულები „OH“ დაბოლოებით	C₂H₅OH	ეთანოლი
	O_xA_y	მოლეკულები „O“ დაბოლოებით	H₂O	წყალი
	N_xA_y	მოლეკულები „N“ დაბოლოებით	NH₃	ამიაკი
არაპოლარული	A₂	დიატომური მოლეკულები ერთი და იმავე ელემენტით	O₂	ჟანგბადი
არაპოლარული	C_xA_y	უმეტესი ნახშირბადის ნაერთები	CO₂	ნახშირორჟანგი

რესურსები ინტერნეტში

პორტალი ქიმია

სქოლიო

↑ Jensen, William B. (2009). „The Origin of the "Delta" Symbol for Fractional Charges“. J. Chem. Educ. 86: 545. Bibcode:2009JChEd..86..545J. doi:10.1021/ed086p545.
↑ Ingold, C. K.; Ingold, E. H. (1926). „The Nature of the Alternating Effect in Carbon Chains. Part V. A Discussion of Aromatic Substitution with Special Reference to Respective Roles of Polar and Nonpolar Dissociation; and a Further Study of the Relative Directive Efficiencies of Oxygen and Nitrogen“. J. Chem. Soc.: 1310–1328. doi:10.1039/jr9262901310.
↑ Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edward; Williams, Peter (2000-11-01). „Electrical Deflection of Polar Liquid Streams: A Misunderstood Demonstration“. Journal of Chemical Education. 77 (11): 1520. Bibcode:2000JChEd..77.1520Z. doi:10.1021/ed077p1520. ISSN 0021-9584.
↑ Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond, 3rd, Oxford University Press, გვ. 98–100. ISBN 0801403332.
↑ Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond, 3rd, Oxford University Press, გვ. 66. ISBN 0801403332.

[1] Jensen, William B. (2009). „The Origin of the "Delta" Symbol for Fractional Charges“. J. Chem. Educ. 86: 545. Bibcode:2009JChEd..86..545J. doi:10.1021/ed086p545.

[2] Ingold, C. K.; Ingold, E. H. (1926). „The Nature of the Alternating Effect in Carbon Chains. Part V. A Discussion of Aromatic Substitution with Special Reference to Respective Roles of Polar and Nonpolar Dissociation; and a Further Study of the Relative Directive Efficiencies of Oxygen and Nitrogen“. J. Chem. Soc.: 1310–1328. doi:10.1039/jr9262901310.

[3] Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edward; Williams, Peter (2000-11-01). „Electrical Deflection of Polar Liquid Streams: A Misunderstood Demonstration“. Journal of Chemical Education. 77 (11): 1520. Bibcode:2000JChEd..77.1520Z. doi:10.1021/ed077p1520. ISSN 0021-9584.

[4] Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond, 3rd, Oxford University Press, გვ. 98–100. ISBN 0801403332.

[5] Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond, 3rd, Oxford University Press, გვ. 66. ISBN 0801403332.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]