จะตัดสินได้อย่างไรว่าพันธะระหว่างอะตอมทั้งสองมีขั้วหรือไม่?

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• การกำหนด Electronegativity
• อิเลคโตรเนกาติตี้และกระแสไฟฟ้า
• โมเลกุลที่ไม่มีขั้วสามารถรวมกันเป็นแบบขั้วได้

อะตอมประกอบด้วยพันธะสองชนิดคืออิออนและโควาเลนต์ พันธะไอออนิกซึ่งมีอยู่ทั่วไประหว่างองค์ประกอบในกลุ่ม 1 ของตารางธาตุ (โลหะ) และกลุ่มที่ 17 (ฮาโลเจน) เกิดขึ้นเมื่ออะตอมหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนและอะตอมอื่นได้มา อะตอมทั้งสองจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุและดึงดูดซึ่งกันและกันด้วยไฟฟ้าสถิต พันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นเมื่ออะตอมมีคู่อิเล็กตรอนร่วมกัน พันธบัตรเหล่านี้อาจเป็นแบบขั้วหรือไม่มีขั้วและนั่นก็สร้างความแตกต่าง โมเลกุลของขั้วโลกมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่จัดเรียงตัวเองในลักษณะที่จะทำให้โมเลกุลมีความแตกต่างประจุสุทธิระหว่างปลายด้านหนึ่งและอีกด้านหนึ่ง พวกมันจะละลายในน้ำจนถึงระดับที่แตกต่างกันเพราะโมเลกุลของน้ำนั้นเป็นขั้วในขณะที่โมเลกุลที่ไม่ใช่ขั้วก็จะไม่เกิดขึ้น

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

อิเลคโตรเนกาติวีตี้สัมพัทธ์ของอะตอมที่ก่อตัวเป็นโมเลกุลนั้นเป็นตัวกำหนดที่สำคัญว่าโมเลกุลนั้นเป็นขั้วหรือไม่

การกำหนด Electronegativity

นักเคมีชาวอเมริกัน Linus Pauling เป็นคนแรกที่อธิบายปรากฏการณ์ของอิเล็กโตรเนกาติวีตีซึ่งเขานิยามว่า“ พลังของอะตอมในโมเลกุลเพื่อดึงดูดอิเล็กตรอนให้กับตัวมันเอง” เขาสร้างหน่วยไร้มิติที่กำหนดโดยเลขอะตอมขององค์ประกอบที่เป็นปัญหา และระยะทางของวาเลนซ์อิเล็กตรอนจากนิวเคลียส จากนั้นเขาก็สร้างสเกลโดยการกำหนดอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของฟลูออรีน (F) ซึ่งเป็นองค์ประกอบอิเลคโตรเนกาติตีมากที่สุดในขณะที่ 4.0 และคำนวณอิเลคโตรเนกาติฟสัมพันธ์สำหรับองค์ประกอบอื่น ๆ

หลังจากกำหนดค่าแต่ละองค์ประกอบแล้วพอลลิ่งก็สังเกตเห็นแนวโน้มสองประการ Electronegativity เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาในตารางธาตุและเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบนในแต่ละกลุ่ม ตามแนวโน้มนี้ Francium (Fr) ที่ด้านล่างของกลุ่ม 1 เป็นองค์ประกอบที่มีอิเล็กโตรเนกาติตี้น้อยที่สุด มันมีค่า 0.7 เมื่อเทียบกับค่าสูงสุด 4.0 ที่กำหนดให้ฟลูออรีน

อิเลคโตรเนกาติตี้และกระแสไฟฟ้า

ความแตกต่างของอิเลคโตรเนกาติวีตี้ระหว่างอะตอมเป็นวิธีทั่วไปในการบอกว่าจะสร้างโมเลกุลประเภทใด ความแตกต่างที่มากกว่า 2.0 หมายถึงพันธะไอออนิกในขณะที่ความแตกต่างน้อยกว่า 0.5 หมายถึงพันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้ว ความแตกต่างระหว่าง 0.5 และ 2.0 หมายถึงพันธะโควาเลนต์โพลาร์ ตารางธาตุบางตารางแสดงค่า electronegativity แต่คุณสามารถค้นหาแผนภูมิที่แสดงรายการ electronegativity เท่านั้น

ตัวอย่าง: ไฮโดรเจน (H) มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ 2.1 ในขณะที่ออกซิเจน (O) คือ 3.5 ความแตกต่างคือ 1.4 ซึ่งบ่งบอกว่าโมเลกุลของน้ำเป็นขั้ว

โมเลกุลที่ไม่มีขั้วสามารถรวมกันเป็นแบบขั้วได้

โมเลกุลของโมเลกุลก็ขึ้นอยู่กับความสมมาตรเช่นกัน คุณสามารถบอกได้ว่าโมเลกุลของน้ำนั้นเป็นขั้วเนื่องจากความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ระหว่างไฮโดรเจนกับออกซิเจน แต่การจัดเรียงแบบไม่สมดุลของไฮโดรเจนในออกซิเจนก็ทำให้เกิดความแตกต่างของประจุไฟฟ้าระหว่างทั้งสองด้านของโมเลกุลโดยทั่วไปแล้วโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีโมเลกุลขนาดเล็กกว่าจะเป็นขั้ว แต่ถ้าการรวมกันของอะตอมทั้งหมดที่ประกอบด้วยโมเลกุลนั้นไม่ใช่แบบขั้วโมเลกุลขนาดใหญ่ก็ยังสามารถเป็นขั้วได้ ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของอะตอมรอบจุดศูนย์กลางซึ่งคุณสามารถทำนายได้โดยใช้แผนภาพลูอิสดอท