Siç e dini, kimia studion strukturën dhe vetitë e substancave, si dhe shndërrimet e tyre reciproke. Një vend të rëndësishëm në karakterizimin e përbërjeve kimike zë pyetja se nga çfarë lloj grimcash përbëhen ato. Mund të jenë atome, jone ose molekula. Në trupat e ngurtë, ato hyjnë në nyjet e rrjetave kristalore. Struktura molekulare ka një numër relativisht të vogël përbërjesh në gjendje të ngurtë, të lëngët dhe të gaztë.
Në artikullin tonë, ne do të japim shembuj të substancave që karakterizohen nga rrjeta kristalore molekulare dhe gjithashtu do të shqyrtojmë disa lloje të ndërveprimeve ndërmolekulare karakteristike të trupave të ngurtë, lëngjeve dhe gazeve.
Pse duhet të dini strukturën e përbërjeve kimike
Në çdo degë të dijes njerëzore mund të veçohet një grup ligjesh themelore mbi të cilat bazohet zhvillimi i mëtejshëm i shkencës. në kimi- kjo është teoria e M. V. Lomonosov dhe J. D alton, duke shpjeguar strukturën atomike dhe molekulare të materies. Siç kanë vërtetuar shkencëtarët, duke ditur strukturën e brendshme, është e mundur të parashikohen si vetitë fizike ashtu edhe ato kimike të përbërjes. E gjithë sasia e madhe e substancave organike të sintetizuara artificialisht nga njeriu (plastika, droga, pesticide, etj.) kanë karakteristika dhe veti të paracaktuara që janë më të vlefshme për nevojat e tij industriale dhe shtëpiake.
Njohuritë rreth veçorive të strukturës dhe vetive të komponimeve janë të kërkuara gjatë kryerjes së seksioneve të kontrollit, testeve dhe provimeve në kursin e kimisë. Për shembull, në listën e propozuar të substancave, gjeni përgjigjet e sakta: cila substancë ka një strukturë molekulare?
- Zink.
- oksid magnezi.
- Diamant.
- Naftalinë.
Përgjigja e saktë është: zinku ka një strukturë molekulare, si dhe naftalina.
Forcat e ndërveprimit ndërmolekular
Eshtë vërtetuar eksperimentalisht se struktura molekulare është karakteristikë e substancave me pikë shkrirjeje të ulët dhe fortësi të ulët. Si mund të shpjegohet brishtësia e rrjetave kristalore të këtyre përbërjeve? Siç doli, gjithçka varet nga forca e ndikimit të përbashkët të grimcave të vendosura në nyjet e tyre. Ai ka një natyrë elektrike dhe quhet ndërveprim ndërmolekular ose forcat van der Waals, të cilat bazohen në ndikimin e molekulave të ngarkuara në mënyrë të kundërt - dipoleve - mbi njëra-tjetrën. Doli se ekzistojnë disa mekanizma për formimin e tyre,në varësi të natyrës së vetë substancës.
Acidet si komponime të përbërjes molekulare
Tretësirat e shumicës së acideve, organike dhe inorganike, përmbajnë grimca polare që janë të orientuara në lidhje me njëra-tjetrën me pole të ngarkuar kundërt. Për shembull, në një tretësirë të acidit klorhidrik HCI ka dipole, midis të cilave ndodhin ndërveprime orientuese. Me një rritje të temperaturës, molekulat e acideve klorhidrik, hidrobromik (HBr) dhe acideve të tjera që përmbajnë halogjen kanë një ulje të efektit të orientimit, pasi lëvizja termike e grimcave ndërhyn në tërheqjen e tyre të ndërsjellë. Përveç substancave të mësipërme, saharoza, naftalina, etanoli dhe përbërës të tjerë organikë kanë një strukturë molekulare.
Si prodhohen grimcat e ngarkuara të induktuara
Më parë, ne shqyrtuam një nga mekanizmat e veprimit të forcave Van der Waals, të quajtur ndërveprim orientues. Përveç substancave organike dhe acideve që përmbajnë halogjen, oksidi i hidrogjenit, uji, ka një strukturë molekulare. Në substancat që përbëhen nga molekula jo polare, por të prirura për formimin e dipoleve, si dioksidi i karbonit CO2, mund të vërehet shfaqja e grimcave të ngarkuara të induktuara - dipole. Vetia e tyre më e rëndësishme është aftësia për të tërhequr njëri-tjetrin për shkak të shfaqjes së forcave tërheqëse elektrostatike.
Struktura molekulare e gazit
Në nëntitullin e mëparshëm, përmendëm përbërjen e dioksidit të karbonit. Secili prej atomeve të tij krijon një fushë elektrike rreth vetes, e cila induktonpolarizimi për atom i një molekule të afërt të dioksidit të karbonit. Ai ndryshon në një dipol, i cili, nga ana tjetër, bëhet i aftë të polarizojë grimcat e tjera të CO2. Si rezultat, molekulat tërhiqen nga njëra-tjetra. Ndërveprimi induktiv mund të vërehet edhe në substancat që përbëhen nga grimca polare, megjithatë, në këtë rast është shumë më i dobët se forcat orientuese van der Waals.
Ndërveprimi i shpërndarjes
Si vetë atomet ashtu edhe grimcat që i përbëjnë ato (bërthama, elektronet) janë të afta për lëvizje të vazhdueshme rrotulluese dhe oshiluese. Ajo çon në shfaqjen e dipoleve. Sipas hulumtimit të mekanikës kuantike, shfaqja e grimcave të menjëhershme të ngarkuara dyfish ndodh si në trupa të ngurtë ashtu edhe në lëngje në mënyrë sinkrone, kështu që skajet e molekulave të vendosura afër rezultojnë të jenë me pole të kundërta. Kjo çon në tërheqjen e tyre elektrostatike, të quajtur ndërveprimi i dispersionit. Është karakteristikë për të gjitha substancat, përveç atyre që janë në gjendje të gaztë, dhe molekulat e të cilave janë monotomike. Sidoqoftë, forcat van der Waals mund të lindin, për shembull, gjatë kalimit të gazeve inerte (helium, neoni) në fazën e lëngshme në temperatura të ulëta. Kështu, struktura molekulare e trupave ose lëngjeve përcakton aftësinë e tyre për të formuar lloje të ndryshme të ndërveprimit ndërmolekular: orientues, të induktuar ose dispersion.
Çfarë është sublimimi
Struktura molekulare e një trupi të ngurtë, siç janë kristalet e jodit,shkakton një fenomen fizik kaq interesant si sublimimi - avullimi i molekulave I2 në formën e avujve vjollcë. Ndodh nga sipërfaqja e një lënde në fazën e ngurtë, duke anashkaluar gjendjen e lëngshme.
Ky eksperiment spektakolar vizual bëhet shpesh në klasat e kimisë së shkollës për të ilustruar tiparet strukturore të rrjetave kristalore molekulare dhe vetitë e ndërlidhura të përbërjeve. Zakonisht këto janë fortësi e ulët, pika të ulëta shkrirjeje dhe vlimi, përçueshmëri e dobët termike dhe elektrike dhe paqëndrueshmëri.
Përdorimi praktik i njohurive për strukturën e substancave
Siç e kemi parë, një korrelacion i caktuar mund të vendoset midis llojit të rrjetës kristalore, strukturës dhe vetive të përbërjes. Prandaj, nëse karakteristikat e një substance janë të njohura, atëherë është mjaft e lehtë të parashikohen tiparet e strukturës së saj dhe përbërjes së grimcave: atome, molekula ose jone. Informacioni i marrë mund të jetë gjithashtu i dobishëm nëse në detyrat e kimisë është e nevojshme të zgjidhen saktë substancat që kanë strukturë molekulare nga një grup i caktuar përbërjesh, duke përjashtuar ato që kanë lloje rrjetash atomike ose jonike.
Si përmbledhur, mund të konkludojmë në vijim: struktura molekulare e një trupi të ngurtë dhe struktura e tij hapësinore e rrjetave kristalore, dhe rregullimi i grimcave të polarizuara në lëngje dhe gazra janë plotësisht përgjegjës për vetitë e tij fizike dhe kimike. Në aspektin teorik, vetitë e përbërjeve,që përmbajnë dipole varen nga madhësia e forcave të bashkëveprimit ndërmolekular. Sa më i lartë të jetë polariteti i molekulave dhe sa më i vogël të jetë rrezja e atomeve që i përbëjnë ato, aq më të forta janë forcat orientuese që lindin midis tyre. Përkundrazi, sa më të mëdhenj të jenë atomet që përbëjnë molekulën, aq më i lartë është momenti i dipolit të saj dhe, për rrjedhojë, aq më të rëndësishme janë forcat e dispersionit. Kështu, struktura molekulare e një trupi të ngurtë ndikon gjithashtu në forcat e bashkëveprimit midis grimcave të tij - dipoleve.
