Ora che capiamo come disegnare strutture a punti e sappiamo come predire le forme delle molecole, usiamo quelle abilità per analizzare la polarità delle molecole, usando quello che viene chiamato il momento di dipolo. Quindi, per spiegare cos’è un momento di dipolo, diamo un’occhiata a questa situazione qui a destra, dove abbiamo un protone carico positivamenteuna certa distanza dall’elettrone carico anegativamente. E diciamo che sono separati da una distanza di d qui., Sappiamo che un protone e un elettrone hanno la stessa magnitudine di carica, quindi entrambi hanno una grandezza di carica Q pari a 1,6 per 10 al negativo 19. Quindi, naturalmente, un protone avrebbe una Q carica positiva, quindi andiamo avanti e facciamoquesto un Q carica positiva. E un elettrone avrebbe una Q carica negativa, in questo modo. Se dovessimo calcolare il momento del dipolo, la definizione di un momento di dipolo, simboleggiato dalla lettera greca mu, il momento del dipolo è uguale alla grandezza di quella carica, Q, per la distanza tra quelle cariche, d. Quindi mu è uguale a Q per d., E non stiamo andando toget in matematica in questo video, ma se si dovesse andare avanti e fare quel calcolo, si finirebbe con le unità di Debyes. Quindi si otterrebbe un numero, e quel numero sarebbe a Debyes qui. Quindi siamo più preoccupati di analizzare un momento di dipolo in termini di struttura molecolare, quindi andiamo avanti e guardiamo la struttura dot per HCl. Quindi se guardo questo legame covalente tra l’idrogeno e il cloro, so che quel legame covalente è costituito da due elettroni., E il cloro è più elettronegativo dell’idrogeno, il che significa che quei due elettroni saranno avvicinati al cloro. Quindi vado avanti e mostralo qui con questa freccia. Le frecce indicano la direzione del movimento degli elettroni, quindi quegli elettroni in giallo si avvicineranno al cloro. Quindi il cloro otterrà un po ‘ più di densità elettronica attorno ad esso,e quindi lo rappresentiamo con una carica negativa parziale. Quindi facciamo un delta di scala inferiore qui, ed è parzialmente negativo poiché ha un aumento della densità di elettroni, un modo di pensarlo., E poiché l’idrogeno sta perdendo un po ‘di densità elettronica, sta perdendo un po’ di carica negativa, e quindi è parzialmente positivo. Quindi andiamo avanti e disegniamo un segno positivo qui. E così stiamo creando una situazione in cui stiamo polarizzando la molecola. Quindi questa parte della molecola qui a destra sta aumentando l’elettrondensità, e questo è il nostro lato negativo parziale. E ‘ un palo. E poi quest’altro lato qui sta perdendo un po ‘ di densità elettronica, e quindi è parzialmente positivo, quindi lo abbiamo così. Quindi è qui che entra in gioco il segno positivo., Puoi pensare a questa freccia qui, a questo piccolo segno positivo che ti dà la distribuzione della carica in questa molecola. E quindi hai questi due poli, un polo positivo e un polo negativo. E se pensate che questi due poli abbiano un centro di massa, potreste avere una distanza tra loro, e potreste calcolare il dipolemomento per questa molecola. E così quando calcoli il momento di dipolo per HCl, mu risulta essere uguale a circa 1,11 Debyes. E così abbiamo un legame apolarizzato, e abbiamo una molecola polarizzata. E quindi possiamo direche l’HCl è relativamente polare., Ha un momento di dipolo. Ecco come pensare di analizzare queste molecole. Facciamone un altro qui. Facciamo anidride carbonica. Quindi so che la CO2molecola è lineare, quindi dopo aver disegnato la struttura del dot otterrai una forma lineare,che sarà importante quando cercheremo di prevenire il momento di dipolo. Se analizzo l’elettronein questo legame carbonio-ossigeno so quindi abbiamo un doppio legame tra carbonio e ossigeno oxygen l’ossigeno è più elettronegativo del carbonio. Quindi l’ossigeno cerchera ‘ di avvicinare gli elettroni a se stesso., E così andiamo avanti e disegniamola nostra freccia o vettore che punta verso destra qui. E così abbiamo una situazione bonddipole qui. A sinistra, abbiamo la stessa situazione. L’ossigeno è più elettronegativo del carbonio, e quindi questi elettroni stanno per essere avvicinati a questo ossigeno. Quindi disegniamo un’altra freccia oun altro vettore in questo caso. Quindi, anche se abbiamo questi dipoli di legame individuali, se pensate a questa molecola come lineare-e potete vedere che abbiamo questi due vettori che sono uguali in grandezza, ma opposti in direzione-questi due vettori stanno per annullarsi., E quindi non ci aspetteremmo di avere un momento di dipolo per la molecola. Non c’e ‘ nessun moleculardipole qui. Quindi mu risulta essere uguale a 0. Un modo semplicistico di pensare a questo sarebbe come un tiro alla fune. Hai questi atomi davvero forti, questi ossigeni, ma sono ugualmente forti. E se tirano con uguale forza in direzioni opposte, si annulleranno. Quindi i singoli bonddipoli si annullano, quindi non c’è dipolemomento generale per questa molecola. E l’anidride carbonica è considerata non polare. Andiamo avanti e analizziamo una molecola d’acqua qui a destra., Quindi gli elettroni in questo legame covalente tra l’idrogenoe l’ossigeno, l’ossigeno è più elettronegativo dell’idrogeno, quindi quegli elettroni si avvicineranno all’ossigeno. Stessa cosa per questobond qui. E abbiamo anche coppie solitarie di elettroni sul nostro atomo centrale a cui pensare. E questo è ovviamente goingto aumentare la densità elettronica andando in questodirezione per quella coppia solitaria e in questa direzioneper quella coppia. E così, anche se sappiamo che la geometria della molecola d’acqua è piegata, è difficile rappresentarla su questa superficie bidimensionale., Se usi un molymodset, vedrai che il tuo dipolemoment netto sarebbe diretto verso l’alto in questo caso. E così i singoli dipoli di piombo si aggiungeranno per darvi dipolo amolecolare, in questo caso puntato verso l’alto, e quindi avrete un momento di dipolo associato alla vostra molecola d’acqua. Quindi mu risulta essere circa 1,85, e potremmo considerare l’acqua come una molecola polare. Facciamo altri due esempi. Quindi a sinistra c’è CCl4, o tetracloruro di carbonio., E così puoi vedere che abbiamo un carbonio legato al cloro qui, e dal momento che questa è una linea retta, questo significa nel piano della pagina. E quindi sappiamo che la geometria è tetraedrica intorno a questo carbonio, quindi andiamo avanti e analizziamo anche quello. Quindi ho un wedgedrawn qui, il che significa che questo cloro ti sta arrivando nello spazio. E poi ho un trattino qui, il che significa che questo cloro qui sta andando via da te nello spazio. Quindi è come pensaretit, ma è davvero molto più facile andare avanti e farequesto usando un set molymod., E potete vedere che, comunque, ruotando questa molecola, essa apparirà in tutte le direzioni. Quindi un tetraedricoarrangiamenti di quattro degli stessi atomiintorno a un atomo centrale, puoi capovolgere la molecola. Sarà sempre lo stesso in tre dimensioni. E questo è davvero importante quando si sta analizzando il dipolemomente per questa molecola. Quindi andiamo avanti e farlo. Inizieremo con le nostre differenze di elettronegatività. Quindi se guardo questo legame topcarbonio-cloro-questi due elettroni in questo legame topcarbonio-cloro-il cloro è più elettronegativo del carbonio., E così potremmo pensare a quegli elettroni che vengono avvicinati ai cloruri. Fammi andare avanti e usa il verde per quello. Quindi questi due elettroni vanno in questa direzione. Ed è la stessa cosa per tutti questi cloro. Il cloro è piùelettronegativo del carbonio, quindi possiamo disegnare questi dipoli di legame individuali. Possiamo disegnarne quattro qui. E in questo caso abbiamo quattro dipoli, ma si cancelleranno in tre dimensioni. Quindi, ancora una volta, questo è aough uno per visualizzare su una superficie bidimensionale., Ma se hai la molecola di fronte a te, è un po ‘ più facile vedere che se continui a ruotare la molecola, sembra lo stesso. E quindi questi dipoli singoli si annullano, non c’è momento di dipolo per questa molecola, e quindi mu è uguale a 0. E ci aspetteremmo che la molecola di tetracloruro di carbonio sia non polare. Diamo un’occhiata all’esempio a destra, dove abbiamo sostituito in un idrogeno uno dei clorini. E così ora abbiamo CHCL3, o cloroformio., Quindi ora se analizziamo la molecola-quindi pensiamo a questo legame qui-il carbonio è in realtà un po ‘ più elettronegativo dell’idrogeno, quindi possiamo mostrare gli elettroni in quel legame in rosso spostandosi verso il carbonio questa volta. E ancora una volta, carbonversus chlorine, il cloro è più elettronegativo, quindi avremo un legame dipolein quella direzione, che possiamo fare per tutti i nostri clorini qui. E quindi speriamo che sia un po ‘ più facile da vedere in questo caso. In questo caso, i dipoli di legame individuali stanno andando combinarsi a giveyou un dipolo netto situato nel directionfor discendente questa molecola., Quindi sto cercando di disegnare il dipolo molecolare, il dipolo per l’intera molecola,andando un po ‘ giù in termini di come ho disegnato questa molecola. E quindi, dato che abbiamo un idrogeno qui, non c’è nessun upwardpull in questo caso per bilanciare la trazione verso il basso. E quindi aspetteremmo che questa molecola abbia un momento di dipolo. E così mu risulta essere circa 1,01 per il cloroformio, quindi è certamente più polare del nostro esempio di carbontetracloruro.
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