עכשיו כשאנחנו מבינים איך לצייר מבנה נקודות
ויודעים לצפות את המבנה של המולקולות,
בואו נשתמש ביכולות האלו כדי לנתח
את הפולריות של המולקולות,תוך כדי
שימוש במה שנקרא מומנט דיפול.
אז כדי להסביר מה זה מומנט דיפול
בואו נסתכל על זה כאן מימין, איפה
שיש לנו פרוטון טעון חיובי
במרחק מסוים מאלקטרון טעון שלילי.
והמרחק שבינהם נקרא d.
אנחנו יודעים שלפרוטון ואלקטרון
יש את אותה המשיכה של המטען
אז לשניהם יש מגנטיות של Q= 1.6X10
בחזקת מינוס 19.
אז כמובן שפרוטון יהיה טעון Q חיובי
אז בואו נעשה שזה יהיה Q טעון חיובי.
ואלקטרון יהיה טעון Q שלילי.
ככה.
אם היינו מחשבים מומנט דיפול, ההגדרה
של מומנט דיפול, מסומנת על ידי האות היוונית mu.
מומנט דיפול שווה למגנטיות של המטען
Q, כפול המרחק
בין שני המטענים, d/
אז mu= QXd
ואנחנו לא ממש הולכים להתעסק עם מתמטיקה בסרטון
אבל אם הייתם מחשבים את זה,
הייתם מגיעים ליחידות של דיבייז.
אז תקבלו מספר, והמספר הזה
יהיה בדיבייז כאן.
אז אנחנו דואגים יותר לניתוח מומנט הדיפול
בהתאם למבנה המולקולה, אז בואו
נסתכל על מבנה נקודות לHCl
אז אם נסתכל על הקשר הקוולנטי בין המימן
והכלור, אני יודע שקשר קוולנטי
מכיל בתוכו 2 אלקטרונים.
וכלור יותר אלקטרושלילי ממימן,
מה שאומר ש2 האלקטרונים האלו הולכים
להמשך יותר קרוב לכלור.
אז אנחנו הולכים להראות את זה עם החץ הזה.
החצים מצביעים לכיוון תנועת
האלקטרונים, אז האלקטרונים בצהוב
הולכים להתקרב לכיוון הכלור.
אז כלור הולך לקבל קצת יותר צפיפות
אלקטרונים סביבו, אז אנחנו מציגים
את זה עם מטען חלקי שלילי
אנחנו עושים אות יוונית קטנה- דלתא, כאן,
וזה מטען חלקי שלילי מכיוון
שצפיפות האלקטרונים גדלה ,
זו דרך אחת לחשוב על זה.
ומכיוון שמימן מאבד סביבו צפיפות אלקטרונים,
הוא מאבד קצת מטען שלילי,
אז הוא טעון חלקי חיובי.
אז אנחנו נצייר לו סימן של מטען חלקי חיובי
אז אנחנו מסדרים סיטואציה
בה אנחנו הופכים את המולקולה לפולרית.
אז החלק הזה של המולקולה כאן בימין
יש לו צפיפות אלקטרונים גדולה יותר, אז זה
הצד של המטען החלקי טעון שלילי.
זה קוטב אחד.
ואז בצד השני הוא מאבד קצת צפיפות אלקטרונים,
אז הוא טעון חלקי חיובי, יש לנו את זה ככה.
אז זה איפה שהסימן החיובי יגיע.
אפשר לחשוב על החץ הזה כאן,
הסימן החיובי הקטן הזה נותן לנו תיאור של המטען
במולקולה.
אז יש לנו את שני הקטבים האלה, קוטב חיובי
וקוטב שלילי.
ואם חושבים על שני הקטבים האלו
כאילו יש להם מרכז מסה, יכול
להיות שיש מרחק בינהם, ואפשר
לחשב את מומנט הדיפול למולקולה.
אז כשמחשבים מומנט דיפול של HCl,
mu יוצא שווה לבערך 1.11 דיבייז.
אז יש לנו קשר פולרי ויש
לנו מולקולה פולרית.
אז אפשר להגיד שמולקולת HCl היא יחסית פולרית
יש לה מומנט דיפול.
אז זו דרך לחשוב על ניתוח
המולקולות האלה.
בואו נעשה עוד אחת כאן.
בואו נעשה פחמן דו חמצני.
אז אנחנו יודעים שCO2 היא מולקולה לינארית,
אז אחרי שמציירים את מבנה הנקודות
נקבל צורה לינארית, שהולכת להיות חשובה
כשמנסים לחזות את מומנט דיפול המולקולה.
אם ננתח את האלקטרונים בפחמן שקשור לחמצן הזה
אז יש לנו קשר כפול בין פחמן וחמצן, חמצן יותר
אלקטרושלילי מפחמן.
אז החמצן הולך לנסות למשוך את האלקטרונים קרוב
יותר אליו.
אז אנחנו הולכים לצייר את החץ או הוקטור מצביע
לכיוון הימין כאן.
אז יש לנו כאן מצב של דיפול בקשר.
בצד שמאל, יש לנו בדיוק אותו הדבר.
חמצן יותר אלקטרושלילי מפחמן,
ולכן האלקטרונים ינועו קרוב יותר
לחמצן הזה.
אז נצייר עוד חץ או עוד וקטור במקרה הזה.
אז אפילו שיש לנו את סיטואציות בעלות דיפול כל אחת
אם תחשבו על המולקולה הזאת כלינארית
ויש לנו את שני הוקטורים האלה
שהם שווים במגנטיות, אבל מנוגדים בכיוונים
הוקטורים האלה הולכים לבטל אחד את השני.
ולכן לא נצפה
שלמולקולה הזאת יהיה מומנט דיפול.
אין פה מומנט דיפול.
אז mu מסתבר יהיה שווה ל0.
דרך פשוטה יותר לחשוב על זה
יהיה כמו משיכה בחבל.
יש לנו את האטומים החזקים האלו, החמצנים,
אבל הם שווים בחוזקם.
ואם הם מושכים בכוחות שווים
בכיוונים מנוגדים, הם הולכים להתבטל.
אז הדיפול של כל אחד מתבטל,
אז אין דיפול כולל על המולקולה.
ופחמן דו חמצנים נחשב למולקולה לא פולרית.
בואו ננתח מולקולת מים כאן.
בימין.
אז האלקטרונים בקשר הקוולנטי הזה
בין המימן לחמצן, חמצן
יותר אלקטרושלילי ממימן.
אז האלקטרונים נמשכים יותר לחמצן.
אותו דבר בקשר הזה כאן.
וגם יש לנו אלקטרונים בודדים על האטום המרכזי
לחשוב עליהם.
וזה הולך להגדיל את צפיפות האלקטרונים
שהולכת לכיוון הזוג הלא קושר
ובכיוון הזה לכיוון הזוג,
ולמרות שאנחנו יודעים שהגיאומטריה של מולקולת מים
היא מכופפת, וזה קשה להציג את
זה על המשטח דו מימד שכאן.
אם תשתמשו במודלים, תראו בערך
שכיוון הדיפול יהיה למעלה
במקרה הזה.
והדיפול הבודד על הקשרים
הולכים להוסיף ולתת עוד דיפול, במקרה הזה,
כלפי מעלה, ואז
יהיה מומנט דיפול קשור
למולקולת מים.
אז mu= בערך ל1.85,
ואפשר להחשיב את המים כמולקולה פולרית.
בואו נעשה עוד שתי דוגמאות.
אז בצד שמאל זה CCl4, או פחמן טטראכלוריד
אז אפשר לראות שיש לנו פחמן קשור
לכלור, מכיוון שזה קו ישר
זה אומר במישור הדף
אז אנחנו יודעים שהגיאומטריה היא טטראדר
מסביב לפחמן הזה, אז בואו
ננתח גם את זה.
אז יש לי חץ עבה מצויר כאן,
כלומר הכלור יוצא החוצה אלינו במרחב.
ואז יש לי קו מקווקו כאן הולך אחורה כלומר הכלור
הולך הרחק מאיתנו במרחב
אז זה כיצד לחשוב על זה, אבל זה יותר פשוט
ללכת ולעשות מודל של זה.
ואפשר לראות שלא משנה איך תסובבו את המולקולה,
זה הולך להראות אותו הדבר בכל הכיוונים.
אז סידור טטראדר של 4
אטומים שאותו הדבר מסביב לאטום מרכזי,
אפשר לסובב את המולקולה.
זה תמיד ייראה אותו הדבר בתלת מימד.
וזה ממש חשוב כשאתם מנתחים
את מומנט הדיפול למולקולה
אז בואו נעשה זאת.
נתחיל מהשוני במטענים .
אז אם נסתכל על הפחמן הזה, הקשר עם כלור
שני האלקטרונים האלה בקשר פחמן כלור, כלור
יותר אלטרושלילי מפחמן.
אז אפשר לחשוב שהאלקטרונים האלו נמשכים
יותר קרוב לכלור.
בואו אני אשתמש בירוק בשביל זה.
אז שני האלקטרונים האלה הולכים לכיוון הזה.
וזה אותו הדבר לכל הכלורים.
כלור יותר אלקטרושלילי מפחמן.
אז אפשר לצייר דיפול לכל קשר.
אפשר לצייר 4 מהם כאן
ובמקרה הזה יש לנו 4 דיפול
אבל הם הולכים להתבטל בתלת מימד.
אז שוב, זו מולקולה שקשה לדמיין
במשטח דו מימדי.
אבל אם יש לכם את המולקולה מולכם
טיפה קל יותר לראות אם נסובב
את המולקולה, היא אותו הדבר.
ואז הקשרים הבודדים עם הדיפול מתבטלים,
אין מומנט דיפול למולקולה,
mu יהיה שווה ל0.
ונצפה מהפחמן הטטראכלוריד
להיות לא פולרי.
בואו נסתכל על הדוגמא מימין.
שמנו מימן אחד
במקום כלור.
ועכשיו יש לנו CHCl3, כלורופום
אז אם ננתח את המולקולה
בואו נחשוב על הקשר כאן.
פחמן קצת יותר אלקטרושלילי
מאשר מימן, אז אנחנו יכולים לראות
האלקטרונים באדום יזוזו לכיוון הפחמן הפעם,
ופעם נוספת, פחמן מול כלור,
כלור יותר אלקטרושלילי. אז אנחנו
הולכים לקבל קשר דיפול בכיוון הזה,
אפשר לעשות זאת לכל הכלורים כאן.
ואני מקווה שקצת קל יותר לראות במקרה הזה.
הפעם, הקשר דיפול
הולכים להשתלב ולתת לנו כיוון דיפול כללי
לכיוון מטה של המולקולה
אז נצייר את דיפול המולקולה, הדיפול
לכל המולקולה הולך קצת כלפי מטה
לפי איך שציירתי את המולקולה
ובגלל שיש לנו מימן כאן
אין משיכה כלפי מעלה במקרה הזה.
לאזן את המשיכה כלפי מטה.
ולכן נצפה שהמולקולה הזאת
תהיה בעלת מומנט דיפול.
אז mu יהיה בערך 1.01
לכלורופום, אז הוא בהחלט
יותר פולרי מהדוגמא של פחמן טטראכלוריד