무극성 분자는 그들의 구조에 존재하는 사람들이 자신의 전자의 대칭 분배이다. 이것은 원자의 전기 음성도 차이가 작거나 전기 음성 원자 또는 그룹이 분자에 미치는 영향을 벡터 적으로 취소하는 경우 가능합니다.
항상 "무극성"이 절대적인 것은 아닙니다. 이러한 이유로 극성이 낮은 분자는 때때로 비극성으로 간주됩니다. 즉, 쌍극자 모멘트 µ가 0에 가까워집니다. 여기에 상대 필드를 입력합니다. 분자 또는 화합물이 비극성으로 간주 되려면 µ가 얼마나 낮아야합니까?
BF3의 비극성 분자. 출처 : Commons Wikimedia를 통한 Benjah-bmm27.
문제를 더 잘 해결하기 위해 삼 불화 붕소 분자 인 BF 3 (상단 이미지)이 있습니다.
불소 원자는 붕소 원자보다 훨씬 더 전기 음성이므로 BF 결합은 극성입니다. 그러나 BF 3 분자 는 대칭 (삼각형 평면)이며 3 개의 BF 모멘트의 벡터 취소를 수반합니다.
따라서 극성 결합이 존재하더라도 무극성 분자도 생성됩니다. 생성 된 극성은 이전 극성과 동일한 크기이지만 반대 방향으로 향하는 다른 극성 링크의 존재에 의해 균형을 이룰 수 있습니다. BF 3 에서 발생합니다 .
무극성 분자의 특성
대칭
극성 결합의 효과가 서로 상쇄되기 위해서는 분자가 특정 기하학적 구조를 가져야합니다. 예를 들어, 선형, 언뜻보기에 가장 이해하기 쉽습니다.
이것은 두 개의 극성 결합 (O = C = O)을 가진 이산화탄소 (CO 2 ) 의 경우입니다 . 이것은 C = O 결합의 두 쌍극자 모멘트가 180 ° 각도에서 한쪽이 한쪽을 향하고 다른 쪽이 다른 쪽을 향할 때 취소되기 때문입니다.
따라서 조감도에서 분자의“무극성”을 평가할 때 고려해야 할 첫 번째 특성 중 하나는 그것이 얼마나 대칭인지 관찰하는 것입니다.
CO 2 대신에 카보 닐 설파이드라고하는 분자 COS (O = C = S)가 있다고 가정합니다 .
이제 황의 전기 음성도가 산소의 전기 음성도보다 작기 때문에 더 이상 무극성 분자가 아닙니다. 따라서 쌍극자 모멘트 C = S는 C = O의 모멘트와 다릅니다. 결과적으로 COS는 극성 분자입니다 (극성이 다른 문제).
아래 이미지는 방금 설명한 모든 내용을 그래픽으로 요약합니다.
CO2 및 COS 분자의 쌍극자 모멘트. 출처 : Gabriel Bolívar.
C = S 결합의 쌍극자 모멘트는 COS 분자에서 C = O 결합의 쌍극자 모멘트보다 작습니다.
전기 음성도
Pauling 척도의 전기 음성도는 0.65 (프란 슘의 경우)와 4.0 (불소의 경우) 사이의 값을 갖습니다. 일반적으로 할로겐은 전기 음성도가 높습니다.
공유 결합을 이루는 원소의 전기 음성도의 차이가 0.4 이하일 때 비극성 또는 비극성이라고합니다. 그러나 진정한 무극성 분자는 동일한 원자 (예 : 수소, HH) 사이의 결합에 의해 형성된 분자뿐입니다.
분자간 힘
물질이 물에 용해 되려면 분자와 정전 기적으로 상호 작용해야합니다. 무극성 분자가 수행 할 수없는 상호 작용.
무극성 분자에서 전하는 분자의 한쪽 끝에 국한되지 않고 대칭 적으로 (또는 균일하게) 분포되어 있습니다. 따라서 쌍극자-쌍극자 힘을 통해 상호 작용할 수 없습니다.
대신, 무극성 분자는 런던의 산란 력을 통해 서로 상호 작용합니다. 이들은 인접 분자 원자의 전자 구름을 분극화하는 순간 쌍극자입니다. 여기서 분자 질량은 이러한 분자의 물리적 특성에서 지배적 인 요소입니다.
그들을 식별하는 방법?
-비극성 분자를 식별하는 가장 좋은 방법 중 하나는 일반적으로 그에 잘 용해되지 않는 다른 극성 용매에서의 용해도 일 것입니다.
-일반적으로 무극성 분자는 본질적으로 기체입니다. 그들은 또한 물과 섞이지 않는 액체를 형성 할 수 있습니다.
-무극성 고체는 부드러움이 특징입니다.
-그들을 함께 묶는 분산력은 일반적으로 약합니다. 이 때문에 녹는 점이나 끓는점은 극성 화합물보다 낮은 경향이 있습니다.
-특히 액체 형태의 무극성 분자는 순 전하가 없기 때문에 전기 전도체가 좋지 않습니다.
예
고귀한 가스
분자는 아니지만 고귀한 가스는 무극성으로 간주됩니다. 두 개의 원자 He-He가 짧은 시간 동안 상호 작용한다고 가정한다면, 상기 상호 작용은 분자로 간주 될 수 있습니다. 본질적으로 무극성 분자.
이원자 분자
H 2 , Br 2 , I 2 , Cl 2 , O 2 , F 2 와 같은 이원자 분자 는 무극성입니다. 이들은 일반 식 A 2 , AA를 갖습니다 .
탄화수소
A가 원자 그룹이라면 어떨까요? 다른 무극성 화합물보다 앞선 것입니다. 예를 들어, 탄소 골격이 선형 인 에탄, CH 3 -CH 3 , CC.
메탄, CH 4 및 에탄, C 2 H 6 은 무극성 분자입니다. 탄소의 전기 음성도는 2.55입니다. 수소의 전기 음성도는 2.2입니다. 따라서 수소에서 탄소로 향하는 저 강도 쌍극자 벡터가 있습니다.
그러나 메탄과 에탄 분자의 기하학적 대칭으로 인해 분자의 쌍극자 벡터 또는 쌍극자 모멘트의 합은 0이므로 분자에 순 전하가 없습니다.
일반적으로 모든 탄화수소에서 동일한 현상이 발생하며, 불포화 (이중 및 삼중 결합)가 있어도 비극성 또는 저 극성 화합물로 간주됩니다. 또한, 사이 클릭 탄화수소는 시클로 헥산 또는 시클로 부탄과 같은 무극성 분자입니다.
기타
이산화탄소 (CO 2 )와 이황화 탄소 (CS 2 ) 분자는 모두 선형 기하학을 가진 무극성 분자입니다.
이황화 탄소에서 탄소의 전기 음성도는 2.55이고 황의 전기 음성도는 2.58입니다. 그래서 두 원소는 거의 동일한 전기 음성도를 가지고 있습니다. 쌍극자 벡터가 생성되지 않으므로 순 전하는 0입니다.
마찬가지로, 다음 분자 CCl 4 및 AlBr 3 , 둘 다 무극성 :
CCl4 및 AlBr3 분자. 출처 : Gabriel Bolívar.
삼 브롬화 알루미늄에서 AlBr 3 은 기사의 시작 부분에서 BF 3 과 동일하게 발생합니다 . 한편, 사염화탄소 CCl 4의 경우 모든 C-Cl 결합이 동일하기 때문에 기하학적 구조는 사면체 및 대칭입니다.
마찬가지로, 일반 식 CX 4 (CF 4 , CI 4 및 CBr 4 )를 갖는 분자 도 비극성입니다.
마지막으로, 무극성 분자는 육 불화 황 SF 6 의 경우처럼 팔면체 기하학을 가질 수도 있습니다 . 사실, 대칭적이고 전자적 분포가 균질하다면 어떤 기하학이나 구조도 가질 수 있습니다.
참고 문헌
- 캐리 FA (2008). 유기 화학. 카르 복실 산. (6 판). Mc Graw Hill.
- Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). 분자 극성. 출처 : corinto.pucp.edu.pe
- 교사보기. (2018). 비극성 분자. 출처 : chemistry.tutorvista.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 1 월 28 일). 극성 및 비극성 분자의 예. 출처 : thoughtco.com
- Kurtus R. (2016 년 9 월 19 일). 극성 및 비극성 분자. 챔피언 학교. 출처 : school-for-champions.com
- Ganong W. (2004). 의료 생리학. 19 실행 일을 . 현대 매뉴얼 편집.