MolDraw › أدوات الكيمياء › فاحص قطبية الرابطة وعزم ثنائي القطب
فاحص قطبية الرابطة وعزم ثنائي القطب
باختصار: اختر عنصرين لتحصل على فرق كهروسلبية باولنغ، ونوع الرابطة (غير قطبية، أو تساهمية قطبية، أو أيونية)، وأي الذرتين تحمل δ−، والصفة الأيونية المئوية. أو أدخل جزيئًا لمعرفة إن كان قطبيًا، انطلاقًا من شكل VSEPR والمجموع المتجهي لعزوم روابطه. الأداة مجانية وتعمل في متصفح الويب.
اختر عنصرين لترى فرق الكهروسلبية ونوع الرابطة وأي الطرفين δ+ وأيهما δ−، والصفة الأيونية المئوية. أو أدخل جزيئًا (صيغة مثل XeF4، أو سلسلة SMILES) لمعرفة إن كان قطبيًا، مع رسم شكل VSEPR وعزوم الروابط ومجموعها المتجهي.
أمثلة:
أمثلة:
تصلح الصيغ للجزيئات والأيونات ذات الذرة المركزية الواحدة (مثل SF4 أو NO3-). واستخدم SMILES لما سوى ذلك: Cl/C=C\Cl هو cis، وCl/C=C/Cl هو trans.
قطبية الرابطة: القوانين والحدود الفاصلة
ΔEN = |χA − χB| % الصفة الأيونية = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100 (باولنغ)
| ΔEN (باولنغ) | نوع الرابطة | أمثلة |
|---|---|---|
| أقل من 0.4 | تساهمية غير قطبية | Cl–Cl (0), C–H (0.35), C–S (0.03) |
| من 0.4 إلى 1.7 | تساهمية قطبية | H–Cl (0.96), C–O (0.89), O–H (1.24) |
| من 1.7 إلى 2.0 | حالة حدّية: أيونية في معظم الكتب المدرسية، وتساهمية قطبية في بعضها | H–F (1.78), B–F (1.94) |
| أكثر من 2.0 | أيونية | Na–Cl (2.23), K–F (3.16) |
تعتمد هذه الصفحة الاصطلاح الشائع: أقل من 0.4 غير قطبية، ومن 0.4 إلى 1.7 تساهمية قطبية، وفوق 1.7 أيونية، وتَسِم المدى من 1.7 إلى 2.0 بأنه حدّي لأن بعض الكتب تضع الحد عند 2.0. وتبقى الروابط بين لافلزين تساهمية حتى عندما يكون ΔEN كبيرًا (H–F). والذرة الأعلى كهروسلبية تحمل δ−، ويشير سهم ثنائي القطب نحوها (والذيل المتقاطع يدل على طرف δ+).
قطبية الجزيء في ثلاث خطوات
- ارسم تركيب لويس وأوجد الشكل باستخدام VSEPR.
- ارسم سهم ثنائي القطب لكل رابطة قطبية، متجهًا نحو الذرة δ−.
- اجمع الأسهم كمتجهات. الأشكال المتماثلة (الخطي، والمثلثي المستوي، ورباعي الأوجه، والهرمي الثلاثي المزدوج، وثماني الأوجه، والمربع المستوي) ذات الذرات الخارجية المتطابقة تلغي العزوم: غير قطبي. أما الأزواج الحرة على الذرة المركزية أو اختلاف الذرات الخارجية فتترك عادةً عزمًا صافيًا: قطبي.
أمثلة محلولة
الرابطة H–F
ΔEN = 3.98 − 2.20 = 1.78.
% الصفة الأيونية = (1 − e^(−0.79)) × 100 = 54.7%.
تساهمية قطبية (حالة حدّية)، F تحمل δ−
الماء، H₂O
AX₂E₂، منحنٍ (104.5°). عزما O–H (ΔEN 1.24) يتجهان كلاهما نحو O وجزئيًا في الاتجاه نفسه.
قطبي، 1.85 D
BF₃
AX₃، مثلثي مستوٍ. ثلاثة عزوم B–F متساوية بزاوية 120° مجموعها صفر.
غير قطبي (روابط قطبية، جزيء غير قطبي)
NH₃ مقابل NF₃
كلاهما هرمي ثلاثي. في NH₃ يتجه الزوج الحر وعزوم N–H في الاتجاه نفسه (1.47 D)؛ وفي NF₃ تتعاكس (0.24 D).
كلاهما قطبي
PCl₅ (بأسلوب NEET)
AX₅، هرمي ثلاثي مزدوج: يلغي العزمان المحوريان بعضهما، وتلغي العزوم الاستوائية الثلاثة بعضها.
غير قطبي
CH₂Cl₂
رباعي الأوجه، لكن رابطتي C–Cl (0.61) ورابطتي C–H (0.35) تتجه في اتجاهات متعاكسة.
قطبي، 1.60 D
أخطاء شائعة
- الروابط القطبية لا تجعل الجزيء قطبيًا دائمًا. لـ CO₂ وBF₃ وCCl₄ وXeF₄ روابط قطبية لكن دون عزم صافٍ.
- الحكم على الشكل من الصيغة وحدها. يبدو SF₄ وXeF₄ متشابهين على الورق، لكن الأزواج الحرة تعطي شكلًا أرجوحيًا وشكلًا مربعًا مستويًا.
- استخدام رسم مسطح لجزيء ثلاثي الأبعاد. يبدو CH₂Cl₂ مرسومًا على شكل صليب مسطح متماثلًا، لكنه في الأبعاد الثلاثة رباعي الأوجه وقطبي.
- توجيه السهم في الاتجاه الخطأ. في الكيمياء يشير سهم ثنائي قطب الرابطة إلى الذرة δ− (الأعلى كهروسلبية)، بينما تستخدم الفيزياء غالبًا الإشارة المعاكسة.
- معاملة الحدود الفاصلة كقيم دقيقة. القيمتان 0.4 و1.7 إرشاديتان؛ فصفة الرابطة تتغير تدريجيًا مع ΔEN.
المجموع المتجهي نموذج بوحدات ΔEN، يُستخدم لتحديد ما إذا كانت عزوم الروابط تلغي بعضها. أما عزوم ثنائي القطب الحقيقية (بالدِّباي) فتعتمد أيضًا على أطوال الروابط والأزواج الحرة؛ وتُعرض القيم المقيسة حيث تكون معروفة.
أظهر عزوم ثنائي القطب في رسمك. ارسم البنى وأضف تسميات δ+ وδ− والأسهم في MolDraw، محرر البنى الكيميائية المجاني عبر الإنترنت، وصدّرها بصيغة PNG أو SVG.
افتح محرر MolDrawالأسئلة الشائعة
كيف تعرف إن كانت الرابطة قطبية أم غير قطبية؟
اطرح كهروسلبيتي باولنغ. الفرق الأقل من 0.4 تساهمي غير قطبي، ومن 0.4 إلى 1.7 تساهمي قطبي، وفوق 1.7 يُعدّ عادةً أيونيًا. H–Cl: 3.16 − 2.20 = 0.96، لذا فالرابطة تساهمية قطبية وCl تحمل δ−.
كيف تُحسب الصفة الأيونية المئوية؟
معادلة باولنغ: % الصفة الأيونية = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100. ففي H–Cl، ΔEN = 0.96، إذن % الصفة الأيونية = (1 − e^(−0.23)) × 100 = 20.6%. وفي H–F يعطي ΔEN = 1.78 نحو 55%.
كيف تعرف إن كان الجزيء قطبيًا؟
أوجد الشكل باستخدام VSEPR، وارسم سهم ثنائي القطب لكل رابطة قطبية، واجمعها كمتجهات. فإذا ألغى بعضها بعضًا (شكل متماثل بذرات خارجية متطابقة ودون أزواج حرة على الذرة المركزية) فالجزيء غير قطبي، وإلا فهو قطبي. الماء منحنٍ، لذا لا تلغي عزوم O–H بعضها.
لماذا CO2 غير قطبي مع أن روابط C=O فيه قطبية؟
CO2 خطي. عزما ثنائي القطب لرابطتي C=O متساويان ومتعاكسا الاتجاه، فيلغي أحدهما الآخر ويكون عزم ثنائي القطب الكلي 0.
لماذا CCl4 غير قطبي بينما CHCl3 قطبي؟
في CCl4 رباعي الأوجه تلغي عزوم C–Cl الأربعة المتطابقة بعضها بعضًا. وفي CHCl3 تُستبدل ذرة Cl بذرة H، فلا تعود العزوم تلغي بعضها. وعزم ثنائي القطب لـ CHCl3 نحو 1.04 D.
لماذا XeF4 غير قطبي بينما SF4 قطبي؟
XeF4 مربع مستوٍ: زوجاه الحران متقابلان وتلغي عزوم Xe–F الأربعة بعضها. أما SF4 فشكله أرجوحي بسبب زوج حر واحد، لذا لا تلغي عزوم S–F بعضها.
أيهما قطبي: cis- أم trans-1,2-ثنائي كلورو الإيثين؟
المتصاوغ cis قطبي (نحو 1.9 D) لأن عزمي C–Cl يتجهان إلى الجانب نفسه. أما المتصاوغ trans فغير قطبي (0 D) لأن عزمي C–Cl متعاكسا الاتجاه فيلغي أحدهما الآخر.
أدوات كيمياء ذات صلة
اقرأ الدليل الكامل: شرح قطبية الروابط وعزوم ثنائي القطب.
آخر تحديث: