منو
 صفحه های تصادفی
آشنایی با ASP.NET
گروه
مستحبات ولادت
مفهوم اگزیستانسیالیسم و بنیانگزاران آن
نور علی در کنار پیامبر در پیشگاه خداوند
تمثیلاتی پیرامون حجاب
تاریکی شب
آزمایش لوله های کاغذی شگفت انگیز
موسیقی دانان مشهور
پیامبران صاحب شریعت
 کاربر Online
414 کاربر online

تئوری مولکولی

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی فیزیک > شیمی فیزیک معدنی
(cached)

نگاه اجمالی

انواع پیوندهای شیمیایی وجود دارد که اتمها یا مولکولها را به هم متصل نگه می‌دارند. دو نوع از این پیوندهای شیمیایی شامل پیوند کوالانسی و پیوند یونی اتمها را به هم می پیوندند. نیروهای جاذبه که مولکولها را باهم نگه می‌دارد، مجموعه این نیروها را نیروهای بین مولکولی می‌نامند.

سه نوع از این نیروها عبارتند از :نیروهای دوقطبی - دوقطبی که بین مولکولهای دارای دوقطبی دائمی وجود دارد، ناشی از جاذبه متقابل قطبهای مثبت و منفی مولکولهاست. دوم نیروهای لاندن می‌باشد که ناشی از دو قطبیهای لحظه‌ای است که از حرکت الکترونها در مولکول پدید می‌آید. سوم پیوندهای هیدروژنی هستند که نوعی نیروی بین مولکولی قوی و غیر عادی است بین یک اتم هیدروژن با یک اتم کوچک با الکترونگاتیوی زیاد. نیروهای بین مولکولی موجود بین مولکولها یا اتمها معمولا به اندازه پیوندهای کوالانسی یا یونی قوی نیستند، زیرا با یکدیگر الکترون مبادله نمی‌کنند یا الکترون به اشتراک نمی‌گذارند.


بررسی انواع پیوندهای شیمیایی



پیوندهای شیمیایی بین اتمها

شامل پیوندهای کوالانسی و پیوندهای یونی می‌باشد.

پیوندهای کوالانسی

پیوندی که بین دو اتم از طریق به اشتراک گذاردن الکترون بوجود می‌آید. اتمهای نافلزات وقتی برهم اثر می‌کنند، انتقال الکترونی از اتمی به اتم دیگر رخ نمی‌دهد، زیرا توانایی جذب الکترون دو اتم مشابه در هنگامی که دو اتم از یک عنصر باشند، یکسان است. به این ترتیب بجای انتقال ، الکترونها بین دو اتم قرار می‌گیرند و به اشتراک گذارده می‌شوند. پیوند کوالانسی خالص را تنها می‌توان در مولکولهایی مشاهده کرد که از اتم همانند، مثل H2، Cl2 و... تشکیل شده اند. زیرا توانایی جذب الکترون دو اتم همانند کاملا برابر یکدیگر است و ابر پیوندی نسبت به هر دو اتم به صورت متقارن توزیع شده است. و اما در پیوند کوالانسی قطبی، پیوند کوالانسی که بین دو اتم مختلف بوجود می‌آید، قطبی است. زیرا غلظت ابر الکترونی پیوندی در حوالی دو اتم یکسان نیست و اتمهای سازنده آن به سبب اشتراک نامساوی الکترونهای پیوندی ، بارهای جزئی مثبت و منفی دارند. یک پیوند کوالانسی قطبی ، همواره قویتر از پیوند کوالانسی خالص بین دو اتم مشابه است. و این به علت مقدار اضافی انرژی است که از جاذبه متقابل بارهای مثبت و منفی بر انرژی پیوند کوالانسی آزاد می‌شود.

پیوندهای یونی

جاذبه‌ای که بین یونهای مثبت و منفی (کاتیون و آنیونها) وجود دارد و آنها را در یک ساختار بلورین به هم نگه می‌دارد. در واکنش بین فلزات و غیر فلزات ، اتمهای فلزی با از دست دادن الکترون (تبدیل به کاتیون) و اتمهای نافلزی با جذب الکترون (تبدیل به آنیون) گرایش دارند. در نتیجه ، در این واکنشها ، الکترونها از اتم فلز به اتم غیر فلز منتقل می‌شوند و ترکیبات یونی را بوجود می‌آورند.

نیروهای بین مولکولی

نیروهای واندروالسی

که شامل دو نوع نیروی لاندون و دوقطبی - دوقطبی می‌باشد.


  • نیروهای دوقطبی - دوقطبی: نیروهای بین مولکولی که از جاذبه متقابل قطبهای مخالف مولکولهای قطبی همجوار ناشی می‌شود. اینگونه مولکولها دارای دوقطبیهایی هستند و تمایل دارند در راستای میدان الکتریکی قرار گیرند. جاذبه قطب منفی یک مولکول به سوی قطب مثبت مولکول دیگر اساس این نوع تاثیر متقابل بین مولکولها را تشکیل می‌دهد و این نوع برهمکنش بین همه مولکول ها گسترش می‌یابد. هر اندازه مولکول قطبی‌تر باشد، نیروی دوقطبی نیز قویتر خواهد بود. هر اندازه مولکولها از یکدیگر دورتر باشند، نیروی دو قطبی هم ضعیفتر است.

    از اینرو ، مولکولهای قطبی بزرگ که نمی‌توانند زیادبه یکدیگر نزدیک شوند، نسبت به هر مولکولهای کوچکتر ، نیروهای جاذبه ضعیفتری بر یکدیگر وارد می‌کنند. مقادیر الکترونگاتیوی را می‌توان برای پیشگویی میزان قطبیت مولکولهای دو اتمی و نیز ، طبیعت قطبیهای مثبت و منفی بکار برد. اما پیشگویی قطبیت مولکولهایی که بیش از دو اتم دارند، بایستی مبتنی بر شناخت شکل هندسی و آرایش زوج الکترونهای ناپیوندی باشد. گشتاور دو قطبی یک مولکول ، برآیند دوقطبیهای پیوند و زوج الکترونهای ناپیوندی مولکول است. در مولکول CH4 ، آرایش چهار وجهی چهار پیوند قطبی C-H ، مولکولی را بوجود می‌آورد که قطبی نیست.

    مرکز بار مثبت این مولکول در مرکز اتم C منطبق بر مرکز بار منفی مولکول است. در مورد مولکول قطبی NH3 (با گشتاور دو قطبی الکتریکی برابر 1.49 و آرایش هرمی مثلثی) ، انتهای منفی این دوقطبی به سمت راس و انتهای مثبت آن به سمت قاعده هرمی مثلثی متوجه است. اما جهت قطبیت پیوندهای مولکول NH3 عکس جهت قطبیت پیوندهای NH3 است. زیرا F الکترونگاتیوتر از N است (گشتاور دو قطبی برابر 0.245) است. این مقدار با توجه به خصلت بسیار قطبی پیوندهای N-F به نحو شگفت آوری کم است. زیرا برآیند دوقطبیهای پیوند N-F ، دوقطبی را برای مولکول بوجود می‌آورد که انتهای منفی آن متوجه قاعده هرم است، ولی تاثیر زوج الکترونهای ناپیوندی در جهت عکس عمل می‌کند و قطبیت کل مولکول را کاهش می‌دهد.

  • نیروهای لاندن: نوعی نیروی بین مولکولی در اجسام غیرقطبی که براثر جاذبه‌های بین دوقطبیهای لحظه‌ای پدید می‌آید و این جاذبه ها نیز به نوبه خود از حرکت الکترونها در مولکولها ناشی می‌شود. در یک لحظه ، ابر الکترونی یک مولکول چنان تغییر شکل می‌دهد که دو قطبی لحظه‌ای بوجود می‌آورد و این پدیده سبب می‌شود که قسمتی از مولکول به مقدار کم منفی تر از قسمتهای دیگر باشد. در لحظه بعد ، به علت حرکت الکترونها ، جای قطبیهای مثبت و منفی عوض می‌شود. اثر این دوقطبیهای لحظه‌ای ، در طول زمان کوتاه یکدیگر را حذف می‌کنند به نحوی که مولکول غیرقطبی فاقد گشتاور دوقطبی دائمی می‌شود.

    دوقطبیهای لحظه‌ای متغیر یک مولکول ، دوقطبیهای نظیر خود را در مولکولهای مجاور القا می‌کنند و حرکت الکترونهای مولکولهای مجاور ، همزمان می‌شود که نیروهای جاذبه بین این دوقطبیهای لحظه‌ای ، نیروی لاندن را تشکیل می‌دهد. قویترین نیروهای لاندن ، بین مولکولهای بزرگ و کمپلکس حادث می‌شود که ابر الکترونی وسیع دارند و به سهولت تغییر شکل داده یا قطبی می‌شوند. چون تمام مولکولها الکترون دارند، نیروهای لاندن بین مولکولهای قطبی نیز وجود دارد ولی در مورد ترکیبات مولکولی غیرقطبی ، نیروهای لاندن تنها نیروی بین مولکولی موجود است.

پیوند هیدروژنی

نیروی جاذبه بین مولکولی که بین اتم هیدروژن یک مولکول و زوج الکترون یک اتم از مولکول دیگر پدید می‌آید. قطبیت مولکولی که اتم هیدروژن را در اختیار قرار می‌دهد بایستی چنان باشد که اتم هیدروژن بار نسبتا زیاد S+ را دارا باشد و اتمی که زوج الکترون را در اختیار می‌گذارد بایستی کوچک و با الکترونگاتیوی زیاد باشد. (اصولا N ، O و F) ، مثلا در مولکول آب ، اتم اکسیژن در هر مولکول آب با دو اتم هیدروژن پیوند کوالانسی دارد و دارای دو زوج الکترون آزاد غیر مشترک است که می‌توانند با اتمهای هیدروزن مولکول دیگر پیوند هیدروژنی تشکیل دهند.

اهمیت پیوند هیدروزنی

  • انحلال غیر منتظره برخی ترکیبات حاوی اکسیژن ، نیتروژن و فلوئور در برخی حلالهای هیدروژن‌دار. زیرا این ترکیبات در مایعات قطبی نظیر آب ، آمونیاک مایع ، اسید سولفوریک و... علاوه بر برهمکنش دوقطبی دارای پیوند هیدروژنی نیز می‌باشند.

  • پیوند هیدروژنی در تعیین ساختار و خواص مولکولهای سیستمهای زنده نقش اساسی دارد. اجزای مارپیچ آلفا در ساختار پروتئینها و اجزای مارپیچ دوگانه در ساختار DNA توسط پیوند هیدروژنی به هم می پیوندند.

  • تشکیل و گسسته شدن پیوندهای هیدروژنی در تقسیم یاخته و سنتز پروتئینها توسط آن دارای اهمیت اساسی است.

  • آنزیمها توسط پیوند هیدروزنی ، مواد شیمیایی را جذب می کنند و با ایجاد تغییر در آنها مواد و انرژی برای ادامه زندگی را فراهم می‌سازند.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 43358


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..