Kimyasal dipol momenti nedir?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Bir moleküldeki atomlar elektronlarını eşit olmayan bir şekilde paylaştıklarında, dipol momenti denilen şeyi yaratırlar . Bu fenomen, bir atom diğerinden daha elektronegatif olduğunda, o atomun paylaşılan elektron çiftinden daha güçlü bir şekilde çekilmesine neden olduğunda veya bir atomun yalnız bir elektron çifti olduğunda ve elektronegatiflik farkı aynı yönde olduğunda ortaya çıkar.

En yaygın örneklerden biri, bir oksijen ve iki hidrojen atomundan oluşan su molekülüdür. Elektronegatiflik ve yalnız elektronlardaki farklılıklar, oksijene kısmi negatif yük ve her hidrojene kısmi pozitif yük verir.

bağ dipol momenti

Bağ dipol momenti veya kimyasal dipol momenti , iki atomlu bir moleküldeki tekli bağ arasındaki dipol momenti iken, çok atomlu bir moleküldeki toplam dipol momenti, tüm bağ dipollerinin vektörel toplamıdır. Bu nedenle, bağ dipol momenti, çok atomlu moleküllerdeki toplam dipol momentinden farklıdır. Bu nedenle, toplam moleküler dipol momenti, atom boyutundaki farklılıklar, orbitallerin hibritleşmesi ve yalnız çift elektronların yönü gibi faktörlere bağlıdır. İki zıt dipol bağı birbirini götürdüğünde dipol momenti daha küçük olabilir.

Kimyada, dipol momentinin temsili ok simgesiyle (->) biraz farklı verilir. Bununla birlikte, dipol momenti bir tarafında artı (+) bulunan bir okla temsil edilir. Ok tarafı negatif işareti, çapraz (+) taraf ise pozitif işareti belirtir. Buradaki ok, moleküldeki elektron yoğunluğundaki kaymayı gösterir.

dipol moment gösterimi
dipol moment gösterimi

dipol moment formülü

Dipol momentin tanımı, molekülün elektronik yükünün büyüklüğü ile bir molekülün atomları arasındaki çekirdekler arası mesafenin ürünü olarak verilebilir ve aşağıdaki denklemle verilir:

Dipol moment (μ) = Yük (Q) x Ayırma mesafesi (d). Yani, (μ) = (Q) x (d)

(μ) bağ dipol momenti olduğunda, Q kısmi yüklerin δ + ve δ – büyüklüğü ve δ + ile δ arasındaki mesafedir .

Öte yandan dipol momenti, D ile temsil edilen debye birimleri cinsinden ölçülür . Burada 1 D= 3.33564 x 10 -30 C x m. Burada C = Coulomb ve m = metre.

Bir dipol momentinin nasıl hesaplanacağına dair örnek

Bu örnek için, dipol momentinin yönünü ve büyüklüğünü belirlemek için kullanılabilen su molekülünü kullanacağız. Oksijen ve hidrojenin elektronegatifliklerine bağlı olarak, hidrojen-oksijen bağlarının her biri için fark 1.2e’dir. Dolayısıyla, oksijen en elektronegatif atom olduğundan, paylaşılan elektronlar için daha büyük bir çekiciliğe sahiptir; ayrıca iki yalnız elektron çiftine sahiptir. Bu nedenle, dipol momentinin iki hidrojen atomu ile oksijen atomu arasında olduğu sonucuna varabiliriz.

Yukarıdaki denklemi kullanarak, oksijen ve hidrojen atomları arasındaki mesafeyi aralarındaki yük farkıyla çarparak ve ardından her noktanın net dipol momenti yönündeki bileşenlerini bularak dipol momentinin 1,84 D olduğu hesaplanır. (molekülün açısı 104.5˚’dir).

OH bağının bağlanma momenti 1,5 D’dir, yani net dipol momenti:

(μ)= 2(1,5) cos (104,5˚/2) = 1,84D

Dipol momentin kullanımları

  1. Bağın kutupsal yapısını bulmak için. Dipol momentin büyüklüğü arttıkça, bağın polar doğası da artar. Sıfır dipol momentine sahip moleküller polar değildir, sıfır dipol momentine sahip moleküller ise polar olarak kabul edilir.
  2. Moleküllerin yapısını (şeklini) bulmak. Belirli dipol moment değerlerine sahip moleküller kavisli veya açısal bir şekle sahip olacak ve simetrik bir yapıya sahip olmayacakken, dipol momenti sıfır olan moleküller simetrik bir şekle sahip olacaktır. 
  3. Bir bağın iyonik karakterinin yüzdesini belirlemek. Bu yüzde, iki atom arasında paylaşılan elektron miktarıdır; burada sınırlı bir elektron paylaşımı, yüksek bir iyonik karakter yüzdesine karşılık gelir. Bir bağın iyonik karakterinin yüzdesini belirlemek için, atomların elektronegatiflikleri, aralarındaki elektron dağılımını tahmin etmek için kullanılır.
  4. Moleküllerin simetrisini bulmak. İki veya daha fazla polar bağı olan moleküller simetrik değildir ve belirli bir dipol momentine sahiptir. Örnek: H20 = 1.84D ve CH3CI ( metil klorür) = 1.86D. Moleküldeki benzer atomlar, sıfır dipol momenti ile merkez atoma bağlanırsa, bu tür moleküller simetrik yapılara sahip olacaktır. Örnek: CO 2 (karbon dioksit) ve CH 4 (metan).
  5. Cis ve trans izomerleri ayırt etmek. Genel olarak, dipol momenti daha yüksek olan izomer trans izomerdir ve dipol momenti düşük olan izomer cis izomerdir.
  6. Orto, meta ve para izomerleri ayırt etmek. Para izomer sıfır dipol momentine sahip olurken, orto izomer meta izomerden daha yüksek dipol momente sahip olacaktır.
Karbondioksit C02
Karbondioksit C02

Metan CH4
Metan CH4

Referanslar

http://www.biorom.uma.es/contenido/JCorzo/temascompletos/InteraccionesNC/dipolares/dipolar1.htm

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/dipole.html

Fizik ve Kimya Bakalorya 2. yıl. Editoryal Santillana (İspanya) – INVESTIGA Series, 2021. Çeşitli yazarlar

-Reklamcılık-

Carolina Posada Osorio (BEd)
Carolina Posada Osorio (BEd)
(Licenciada en Educación. Licenciada en Comunicación e Informática educativa) -COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

Artículos relacionados