Kama unavyojua, kemia huchunguza muundo na sifa za dutu, pamoja na mabadiliko yao ya pande zote. Mahali muhimu katika tabia ya misombo ya kemikali inachukuliwa na swali la aina gani ya chembe zinazojumuisha. Inaweza kuwa atomi, ioni au molekuli. Katika vitu vikali, huingia kwenye nodi za lati za kioo. Muundo wa molekuli una idadi ndogo kiasi ya misombo katika hali kigumu, kioevu na gesi.
Katika makala yetu, tutatoa mifano ya vitu ambavyo vina sifa ya mialo ya kioo ya molekuli, na pia kuzingatia aina kadhaa za mwingiliano kati ya molekuli tabia ya vitu vikali, vimiminika na gesi.
Kwa nini unahitaji kujua muundo wa misombo ya kemikali
Katika kila tawi la maarifa ya binadamu, mtu anaweza kubainisha kundi la sheria za kimsingi ambapo maendeleo zaidi ya sayansi yanategemea. katika kemia- hii ni nadharia ya M. V. Lomonosov na J. D alton, wakielezea muundo wa atomiki na Masi wa jambo. Kama wanasayansi wameanzisha, kujua muundo wa ndani, inawezekana kutabiri mali ya kimwili na kemikali ya kiwanja. Kiasi kizima cha dutu za kikaboni kilichoundwa kiholela na mwanadamu (plastiki, dawa, viua wadudu, n.k.) vina sifa na sifa zilizoamuliwa mapema ambazo ni muhimu zaidi kwa mahitaji yake ya viwandani na ya nyumbani.
Maarifa kuhusu vipengele vya muundo na sifa za misombo inahitajika wakati wa kufanya sehemu za udhibiti, majaribio na mitihani katika kipindi cha kemia. Kwa mfano, katika orodha inayopendekezwa ya dutu, pata majibu sahihi: ni dutu gani ina muundo wa molekuli?
- Zinki.
- Magnesiamu oksidi.
- Diamond.
- Naphthalene.
Jibu sahihi ni: zinki ina muundo wa molekuli, pamoja na naphthalene.
Nguvu za mwingiliano kati ya molekuli
Imethibitishwa kwa majaribio kuwa muundo wa molekuli ni tabia ya vitu vilivyo na viwango vya chini vya kuyeyuka na ugumu wa chini. Mtu anawezaje kuelezea udhaifu wa lati za fuwele za misombo hii? Kama ilivyotokea, kila kitu kinategemea nguvu ya ushawishi wa pamoja wa chembe zilizo kwenye nodi zao. Ina asili ya umeme na inaitwa mwingiliano wa intermolecular au nguvu za van der Waals, ambazo zinatokana na ushawishi wa molekuli zilizochajiwa kinyume - dipoles - kwa kila mmoja. Ilibadilika kuwa kuna mifumo kadhaa ya malezi yao,kulingana na asili ya dutu yenyewe.
Asidi kama misombo ya utunzi wa molekuli
Suluhisho la asidi nyingi, za kikaboni na isokaboni, zina chembechembe za polar ambazo zimeelekezwa kuhusiana na nyingine kwa nguzo zenye chaji kinyume. Kwa mfano, katika suluhisho la asidi hidrokloric HCI kuna dipoles, kati ya mwingiliano wa mwelekeo hutokea. Kwa ongezeko la joto, molekuli za hidrokloric, hydrobromic (HBr) na asidi nyingine zenye halojeni zina kupungua kwa athari ya mwelekeo, kwani mwendo wa joto wa chembe huingilia mvuto wao wa pande zote. Mbali na vitu vilivyo hapo juu, sucrose, naphthalene, ethanoli na misombo mingine ya kikaboni ina muundo wa molekuli.
Jinsi chembe zilizochajishwa huzalishwa
Hapo awali, tulizingatia mojawapo ya mbinu za utendaji za nguvu za Van der Waals, zinazoitwa mwingiliano wa mwelekeo. Mbali na vitu vya kikaboni na asidi zenye halojeni, oksidi ya hidrojeni, maji, ina muundo wa Masi. Katika dutu zinazojumuisha zisizo za polar, lakini zinazokabiliwa na uundaji wa dipoles, molekuli, kama vile dioksidi kaboni CO2, mtu anaweza kuona mwonekano wa chembe zilizochajiwa - dipoles. Sifa yao muhimu zaidi ni uwezo wa kuvutiana kutokana na mwonekano wa nguvu za mvuto wa kielektroniki.
Muundo wa molekuli ya gesi
Katika kichwa kidogo kilichotangulia, tulitaja mchanganyiko wa kaboni dioksidi. Kila moja ya atomi zake huunda uwanja wa umeme unaozunguka yenyewe, ambayo hushawishimgawanyiko kwa atomi ya molekuli ya kaboni dioksidi iliyo karibu. Inabadilika kuwa dipole, ambayo, kwa upande wake, inakuwa na uwezo wa kuweka mgawanyiko kwa chembe nyingine za CO2. Matokeo yake, molekuli huvutia kila mmoja. Mwingiliano wa kufata neno unaweza pia kuzingatiwa katika vitu vinavyojumuisha chembe za polar, hata hivyo, katika hali hii ni dhaifu zaidi kuliko nguvu za mwelekeo za van der Waals.
Mtawanyiko wa mtawanyiko
Atomu zenyewe na chembe zinazounda (nucleus, elektroni) zina uwezo wa kuzunguka na kuzunguka kwa mwendo unaoendelea. Inasababisha kuonekana kwa dipoles. Kulingana na utafiti wa mechanics ya quantum, kutokea kwa chembe zinazochajiwa mara mbili papo hapo hutokea katika yabisi na katika vimiminika kwa usawa, ili ncha za molekuli zilizo karibu zigeuke kuwa na nguzo zinazopingana. Hii husababisha mvuto wao wa kielektroniki, unaoitwa mwingiliano wa mtawanyiko. Ni tabia ya vitu vyote, isipokuwa wale walio katika hali ya gesi, na ambao molekuli zao ni monatomic. Hata hivyo, vikosi vya van der Waals vinaweza kutokea, kwa mfano, wakati wa mpito wa gesi za inert (heliamu, neon) kwenye awamu ya kioevu kwa joto la chini. Kwa hivyo, muundo wa molekuli ya miili au vimiminika huamua uwezo wao wa kuunda aina mbalimbali za mwingiliano baina ya molekuli: mwelekeo, unaosababishwa au mtawanyiko.
sublimation ni nini
Muundo wa molekuli ya kitu kigumu, kama vile fuwele za iodini,husababisha hali ya kuvutia kama vile usablimishaji - ubadilikaji wa molekuli za I2 katika umbo la mivuke ya urujuani. Hutokea kutoka kwenye uso wa dutu katika awamu kigumu, na kupita hali ya kioevu.
Jaribio hili la kuvutia mara nyingi hufanywa katika madarasa ya kemia shuleni ili kuonyesha vipengele vya miundo ya miale ya fuwele ya molekuli na sifa zinazohusiana za misombo. Kawaida hizi ni ugumu wa chini, viwango vya chini vya kuyeyuka na kuchemka, uwekaji duni wa joto na umeme, na tete.
Matumizi ya kivitendo ya maarifa kuhusu muundo wa dutu
Kama tulivyoona, uwiano fulani unaweza kuanzishwa kati ya aina ya kimiani ya fuwele, muundo na sifa za kiwanja. Kwa hivyo, ikiwa sifa za dutu zinajulikana, basi ni rahisi sana kutabiri sifa za muundo wake na muundo wa chembe: atomi, molekuli au ioni. Taarifa zilizopatikana pia zinaweza kuwa muhimu ikiwa katika kazi za kemia ni muhimu kuchagua kwa usahihi vitu ambavyo vina muundo wa molekuli kutoka kwa kundi fulani la misombo, ukiondoa wale ambao wana aina za atomiki au ionic za lattices.
Kwa mukhtasari, tunaweza kuhitimisha yafuatayo: muundo wa molekuli ya mwili dhabiti, na muundo wake wa anga wa kimiani za fuwele, na mpangilio wa chembe zilizogawanywa katika vimiminika na gesi huwajibika kikamilifu kwa sifa zake za kimwili na kemikali. Kwa maneno ya kinadharia, mali ya misombo,zenye dipoles hutegemea ukubwa wa nguvu za mwingiliano wa intermolecular. Juu ya polarity ya molekuli na ndogo ya radius ya atomi zinazounda yao, nguvu za mwelekeo zinazotokea kati yao. Kinyume chake, atomi kubwa zinazounda molekuli, juu ya wakati wake wa dipole, na, kwa hiyo, ni muhimu zaidi nguvu za utawanyiko. Kwa hivyo, muundo wa molekuli ya kigumu pia huathiri nguvu za mwingiliano kati ya chembe zake - dipoles.
