H_2O, NH_3 ve CH_4'ün moleküler dipollerini / polaritesini kullanarak, CH_4'ün neden H_2O ile karışmadığını nasıl açıklarsınız?

Cevap:

Kısacası: # "CH" _4 # kutupsal olmayan çözünen halbuki su polar bir çözücüdür.

Açıklama:

Elektron bölgelerinin sayısını ve dolayısıyla üç türün her birinin moleküler geometrisini düşünün.

Üç moleküldeki merkez atomları (#"O"#, # "N" #, ve # "C" # Bunların hepsi periyodik tablonun ilk üç periyodunda yer alırlar) sekiz değerlik elektrondan oluşan sekizliklerdir. Bu, tamamen dört kovalent bağın ve yalnız çiftlerin bir birleşimi olacaktır, dolayısıyla her bir merkez atomunun dört elektron alanı vardır. Dolayısıyla, özel moleküler geometri, merkezi atom başına bağlanma çiftlerinin sayısına bağlı olacaktır.

• Her oksijen atomu, her biri hidrojen olan iki kovalent bağ oluşturur. Bu nedenle, dört elektron alanından iki bağ çifti ile su molekülleri bir özelliği paylaşır asimetrik bükülmüş / V-şekilli moleküler geometri.

• Her azot atomunun beş değerlik elektronu vardır ve üç tane oluşturur # "N" - "H" # bir bağ # "NH" _3 # molekül. Bu nedenle bir azot atomu # "NH" _3 # molekül, dört elektron alanından üç bağlanma çiftine sahiptir ve benzer şekilde asimetrik piramidal geometri.

• Her karbon atomunun içindeki # "CH" _4 # dört oluşturur # "C" - "H" # tek bağlar. Yalnız çiftler mevcut değilse, molekül içindeki yükler eşit şekilde yayılır ve # "CH" _4 # bir simetrik geometri.

Sadece bir tek tür kovalent bağ mevcut olduğunda, dipol kuvvetlerinin moleküllerin her birinde aynı olması beklenir. Dipoller her parçacıkta vektörel olarak toplanır; simetrik düzen nedeniyle iptal edildi # "CH" _4 # metan molekülleri, bu moleküllerin net dipol taşımadığı ve kutupsal olmadığı anlamına gelir.

"Benzer şekilde çözünme" kuralı, kutupsal olmayan çözünenlerin kutupsal olmayan çözücüler içinde yüksek çözünürlüğe sahip olma eğiliminde olduklarını, ancak kutupsal çözücüler içinde olmadığını ve kutup çözücüler için tam tersi olduklarını gösterir. Daha önce açıklandığı gibi, burada söz konusu olan çözümü, # "CH" _4 #, polar olmayan bir maddedir, çözücü ise # "H" _2 "O" # son derece kutupsal. Sonuç olarak, bu makul # "CH" _4 # zar zor çözülür # "H" _2 "O" #.