Kurs ishi mavzu: Molekulalarning dipol momentlarini aniqlash Kurs ishi rahbari: Abdurahimov. Z. X andijon – 2023 Mundarija Kirish I bob. Dipol momenti

Kurs ishining hajmi: Ushbu kurs ishi 25 betdan iborat bo`lib 3 ta bobni o`z ichiga oladi, kurs ishi kirish qism, xulosa va foydali adabiyotlar bandidan tashkil topgan.
I bob. Dipol momenti.
Yuqori qutbli birikmalar katta dipol momentlariga ega; apolar bo'lsa, kichik dipolli lahzalar. Molekulada elektr zaryadlari qancha qutblangan bo'lsa, uning dipol momenti shunchalik katta bo'ladi; ya'ni elektronlarga boy bo'lgan mintaqa bo'lishi kerak, δ- va boshqa kambag'al elektronlar, +. Dipol momenti, m vektor kattaligi, shuning uchun unga bog'lanish burchaklari va umuman, molekulyar tuzilish ta'sir qiladi. Molekulasi chiziqli bo'lsa, uni ikki rangli silgi bilan taqqoslash mumkin. Uning salbiy uchi δ-, qizil rangga to'g'ri keladi; ijobiy, δ + esa ko'k rang bo'ladi. Δ- qutbidagi manfiy zaryadlarning kattaligi va uni D + dan ajratib turadigan masofa ortishi bilan dipol momenti oshadi. Protonlar va elektronlar bir xil kattalikdagi elektr zaryadiga ega, ammo qarama-qarshi belgilar bilan 1,6 · 10 ga teng-19S, A va B orasidagi dipol momentini quyidagi tenglama yordamida baholashda quyidagilar hisobga olinadi:
μ = δ·d
Bu erda m - dipol momenti, δ - salbiy belgisiz elektronning zaryadi va d metr bilan ko'rsatilgan bog'lanish uzunligi. Masalan, buni taxmin qilish d 2 Å qiymatiga ega (1 10-10m) dipol momenti, mA-B quyidagicha bo'ladi:
mA-B = (1.6 10-19C) · (2 · 10-10m)= 3,2·10-29Sm
Ammo bu qiymat juda kichik bo'lgani uchun, Debye birligi ishlatiladi:
μ = (3,2·10-29C · m) · (1 D / 3.33 · 10-30 Sm)= 9,60

1.1 Muhim birikmalar.
D.MA-B ning bu qiymati A-B bog'lanish kovalentdan ko'ra ko'proq ionli degan
taxminni keltirib chiqarishi umkin.


Molekulaning dipol momentini hisoblash uchun bog lanish burchaklari va biroz trigonometriyani hisobga olgan holda, ularning bog lanishlarining barcha dipol momentlari vektorli ravishda qo shilishi kerak.
Suv kovalent birikma uchun kutilishi mumkin bo'lgan eng katta dipol momentlaridan biriga ega. Yuqoridagi rasmda biz vodorod atomlari musbat qisman zaryadlarga ega, +, kislorod esa manfiy qisman zaryad oladi, ---. O-H aloqasi ancha kutuplidir (1.5D) va H molekulasida ularning ikkitasi mavjud.
Odatda eng kam elektronegativ atomdan (H) eng ko'p elektronga (O) yo'naltirilgan vektor chiziladi. Ular tortilmagan bo'lsa-da, kislorod atomida ikki juft taqsimlanmagan elektron mavjud bo'lib, ular salbiy mintaqani yanada "konsentratlashadi".
H ning geometrik geometriyasi tufayli2Yoki, dipol momentlari kislorod atomi yo'nalishi bo'yicha qo'shiladi. Ikkala mO-H ning yig'indisi 3D (1,5 + 1,5) hosil bo'lishiga e'tibor bering. lekin unday emas. Suvning dipol momenti eksperimental qiymati 1,85D ga teng. H-O-H bog'lari orasidagi 105 ° ga yaqin burchakning ta'siri bu erda ko'rsatilgan.

Metanolning dipol momenti 1.69D ni tashkil qiladi. Bu suvdan kam. Shuning uchun atom massalari dipol momentiga unchalik ta'sir qilmaydi; ammo ularning atom radiuslari Metanol bilan bog'liq holda, biz uning H-O bog'lanishini 1,5D ga teng m ga ega deb ayta olmaymiz; chunki CH da molekulyar muhit har xil 3OH va H₂.
Shuning uchun mO-H ni hisoblash uchun metanoldagi H-O bog'lanish uzunligini o'lchashingiz kerak bo'ladi. Shuni aytish mumkinki, mO-H mC-O dan katta, chunki uglerod va kislorod o'rtasidagi elektr manfiylik farqi vodorod va kisloroddan kam.
Metanol suv va ammiak bilan birga topilishi mumkin bo'lgan eng qutbli erituvchilardan biri sanaladi.

H-N bog'lanishlari ancha qutbli, shuning uchun azot o'zining yuqori elektromanfiyligi tufayli elektronlarni o'ziga tortadi (yuqori rasm). Bunga qo'shimcha ravishda, bizda elektronlarning juftligi mavjud, ular o'zlarining salbiy zaryadlarini δ- mintaqasiga qo'shadilar. Shuning uchun ammiak azot atomida elektr zaryadlari ustunlik qiladi.
Ammiakning dipol momenti 1,42D, metanolnikidan kam. Agar ammiak ham, metanol ham o'chirgichga aylantirilishi mumkin bo'lsa, metanol silgi ammiak silgi bilan taqqoslaganda ko'proq aniqlangan qutblarga ega ekanligi ko'rinib turardi.
Etanol holatida CH3CH2OH, uning dipol momenti metanol momentiga juda yaqin, ammo u past qiymatlarga ega. D + mintaqasini tashkil etadigan uglerod atomlari ko'proq bo'lgani uchun, δ- ni ifodalovchi kislorod atomi "nisbiy salbiy intensivligi" ning bir qismini yo'qotishni boshlaydi.
Karbonat angidrid

Karbonat angidrid o'zlarining dipol momentlari mO-C bo'lgan ikkita qutbli bog'lanishga ega, C = O. Biroq, yuqoridagi rasmda ko'rinib turganidek, CO ning chiziqli geometriyasi uglerod musbat qisman zaryadga ega bo'lsa va oksigenlar salbiy qisman zaryadlarga ega bo'lsa ham, ikki mO-C ning bir-birini vektorli ravishda bekor qilishiga olib keladi.
Shu sababli karbonat angidrid mCO dan beri apolyar molekuladir2 0D qiymatiga ega.

Metan ham, karbonat angidrid ham umumiy bir narsaga ega: ular juda nosimmetrik molekulalar. Umuman olganda, molekula qanchalik nosimmetrik bo'lsa, uning dipol momenti shunchalik kichik bo'ladi.

Agar CH molekulasini ko'rsak4, uning C-H bog'lari qutbli bo'lib, elektronlar uglerod atomi tomon yo'naltiriladi, chunki u biroz ko'proq elektr energiyasiga ega. Kimdir uglerod juda salbiy bo'lgan mintaqa bo'lishi kerak deb o'ylashi mumkin; chuqur qizil markazi va mavimsi uchlari bilan silgi kabi.
Biroq, CHni bo'lish orqali4 o'rtada biz H molekulasiga o'xshash chapda, ikkinchisida o'ngda ikkita H-C-H yarmini olamiz.2O. Shunday qilib, bu ikki mC-H ni qo'shish natijasida hosil bo'lgan dipol momenti ikkinchi yarmi bilan bekor qilinadi. Va shuning uchun, mCH4 0D qiymatiga ega.


Dipol Momentini Aniq
Dipol momenti - bu qarama-qarshi ikkita elektr zaryadining bo'linishini o'lchash. Dipol momentlari vektor miqdoridir. Miqdor zaryadlar va yo'nalish manfiy zaryaddan musbat zaryadgacha bo'lgan masofaga ko'paytirilgan zaryadga tengdir:
m = q · r
bu erda m - dipol momenti, q - ajratilgan zaryadning kattaligi, r - zaryadlar orasidagi masofa.
Dipol momentlari SI birliklari bilan o'lchanadi (C m), ammo zaryadlar unchalik katta bo'lmaganligi sababli, dipol moment uchun tarixiy birlik Debye hisoblanadi. Bitta Debye taxminan 3,33 x 10 ga teng-30 Sm. Bir molekula uchun tipik moment - taxminan 1 D.