۲۰ امتحان نهایی / مهارت شیمی
پیوند، شکل، جمع برداری

قطبیت مولکول؛
قطبی‌بودن پیوندها فقط نیمهٔ پاسخ است

ممکن است مولکولی پیوندهای قطبی داشته باشد اما جمع برداری آن‌ها صفر شود. ابتدا جهت هر دوقطبی پیوند را پیدا کن، سپس آن‌ها را در هندسهٔ واقعی مولکول جمع کن.

μ⃗

قطبیت پیوند و مولکول را جدا تعریف کن

قطبیت پیوند از نابرابری کشش الکترون‌ها میان دو اتم می‌آید. قطبیت مولکول نتیجهٔ کل توزیع بار و جمع برداری دوقطبی‌ها در شکل فضایی است. نتیجهٔ یک پیوند را مستقیم به کل مولکول تعمیم نده.

آزمون دو مرحله‌ای

۱) کدام پیوندها قطبی‌اند و بردارشان کدام جهت است؟ ۲) بردارها در شکل مولکولی خنثی می‌شوند یا نه؟

جهت دوقطبی را اتم‌به‌اتم تعیین کن

برای هر پیوند، اتمی را که کشش بیشتری بر الکترون‌های پیوندی دارد مشخص کن و بردار را طبق قرارداد سؤال رسم کن. اگر دو اتم یکسان‌اند، آن پیوند در مدل ساده دوقطبی دائمی ندارد.

شکل سه‌بعدی را پیش از جمع برداری رسم کن

ساختار لوویس دوبعدی به‌تنهایی جهت فضایی پیوندها را کامل نشان نمی‌دهد. هندسهٔ مولکولی را با تعداد ناحیه‌های الکترونی تعیین کن و بردارها را روی همان شکل قرار بده.

تقارن را با یک چک‌لیست بسنج

برای خنثی‌شدن بردارها، اندازه و آرایش جهت‌ها باید مناسب باشد. فقط گفتن «شکل متقارن است» کافی نیست؛ بررسی کن اتم‌های پیرامونی یکسان‌اند و بردارهای متناظر واقعاً جفت یا مجموعهٔ خنثی می‌سازند.

نمونهٔ خطی را برداری تحلیل کن

در مولکول خطی با دو اتم کناری یکسان، دو بردار پیوندی هم‌اندازه و خلاف‌جهت می‌توانند خنثی شوند. اگر اتم‌های دو سوی مرکز متفاوت باشند، شکل خطی به‌تنهایی ناقطبی‌بودن را تضمین نمی‌کند.

جفت تنها می‌تواند تقارن اتم‌ها را تغییر دهد

جفت ناپیوندی در هندسهٔ ناحیه‌ها حضور دارد اما اتم نیست. شکل مولکولی حاصل ممکن است خمیده یا هرمی شود و بردارهای پیوندی دیگر خنثی نشوند. اثر را از روی شکل واقعی بررسی کن.

بردار حاصل صفر یا ناصفر را گزارش کن

اگر جمع برداری دوقطبی‌های پیوندی و اثر توزیع بار صفر باشد، مولکول ناقطبی است؛ اگر بردار حاصل باقی بماند، مولکول قطبی است. جهت تقریبی بردار نهایی را نیز اگر سؤال خواسته روی شکل نشان بده.

مقایسهٔ قدرت نیروهای بین‌مولکولی را شرط‌دار کن

قطبیت می‌تواند نوع برهم‌کنش‌های میان مولکول‌ها را تغییر دهد، اما اندازه و ساختار نیز مهم‌اند. برای مقایسهٔ ویژگی‌های فیزیکی، همهٔ عوامل داده‌شده را بسنج و فقط برچسب قطبی یا ناقطبی را کافی ندان.

انحلال را با شباهت برهم‌کنش‌ها توضیح بده

در تحلیل کیفی انحلال، برهم‌کنش‌های حل‌شونده–حل‌شونده، حلال–حلال و حل‌شونده–حلال را مقایسه کن. جملهٔ کوتاه «همانند در همانند حل می‌شود» را با نوع ذرات و نیروی جاذبهٔ مربوط کامل کن.

کنترل نهایی با چرخاندن شکل

چرخاندن مولکول روی کاغذ نباید قطبیت را عوض کند. اگر نتیجه با جهت رسم صفحه تغییر کرد، جمع برداری ناقص است. برای شکل از هندسهٔ مولکولی و برای نیروها از نیروهای بین‌مولکولی کمک بگیر.