القطبية Polarity
- عندما تترابط ذرتين فقد ينجم هذا الترابط عن رابطة لا يكون تقاسم الإلكترونات بشكل متوازن بين الذرتين. حيث تجذب إحدى الذرتين السحابة الإلكترونية باتجاها أكثر من الأخرى ويطلق على ذلك اسم الكهرسلبية. وعدم وجود توازن في توزع الإلكترونات ضمن الروابط يؤدي إلى نشأة القطبية.
- وبالتالي يمكن تقسيم الجزيئات إلى شوارد موجبة أو شوارد (أيونات) سالبة؛ ويرمز للشوارد الموجبة بـ δ+ ويرمز للشوارد السالبة δ−.
- كان أول من أدخل هذا الترميز كريستوفر إينغولد واديث اينغولد في سنة 1926.
- تسحب الذرات ذات الكهرسلبية العالية مثل الأكسجين و الفلور و النتروجين الإلكترونات إليها من الذرات ذات الكهرسلبية الأقل. وفي حال الترابط بين هذه الذرات فإن الإلكترونات ستقترب أكثر إلى الذرات ذات الكهرسلبية العالية.
- وبالتالي يمكن أن تكون الروابط إما روابط قطبية أو روابط بدون قطبية.
- وتنتج الروابط بدون القطبية عندما يكون فرق الكهرسلبية بين الذرتين المرتبطتين صفرا.
- في حين الروابط القطبية تحدث عندما يكون فرق الكهرسلبية كبير بحيث تجذب الذرة ذات الكهرسلبية العالية الإلكترون.
- لتحديد القطبية رياضياً يتم حساب فرق الكهرسلبية بين الذرتين فإذا كان هذا الفرق بين 0.4 و 1.7 فإن الرابطة تعتبر قطبية.
- يمكن معرفة القطبية أيضاُ عن طريق العزم القطبي فإذا كان الجزئ يتكون من عدة ذرات فأن عزم الرابطة = محصلة متجهات عزم الروابط المختلفة للجزئ
هام جداً
- تعتمد قطبية الجزئيات على فارق السالبية الكهربية لذرات العناصر وعلى الشكل الهندسي للجزئ وكذلك وضع الأزواج الإلكترونية غير الرابطة .
(1) جزئ الميثان CH4 جزئ غير قطبي
- الفرق فى السالبية الكهربية بين الكربون والهيدروجين = 2.20 - 2.55 = 0.35 أقل من 0.4 فالرابطة تساهمية غير قطبية ولا تتكون شحنة موجبة على الهيدروجين أو شحنة سالبة سالبة على الكربون.
- جزئ الميثان غير قطبي وذلك لأنه لا يوجد عزم قطبي لأن جزئ الميثان يكون جزئ متماثل على شكل هرم رباعي Tetrahedral فيكون مركز الشحنة الموجبة متطابق مع مركز الشحنة السالبة أى أن محصلة الكميات المتجهة يساوي صفراً.
ملحوظة هامة: جميع الألكانات جزئيات غير قطبية
- تتكون جميع الروابط فى الهيدروكربونات من ذرة كربون وذرة هيدروجين أو ذرتى كربون.
- يتعذر أن تكون الرابطة بين ذرتين من النوع نفسه - مثل الكربون - رابطة قطبية.
نظراً لتقارب ذرتي الكربون والهيدروجين فى قيم الكهروسالبية يجعل روابط C-H غير قطبية أو ذات قطبية منخفضة جداً.
- لذا تعد جزيئات الألكانات غير قطبية لأن روابطها جميعاً غير قطبية مما يجعلها مذيبات جيدة لمواد أخرى غير قطبية.
- جزيئات الميثان غير قطبية ولا تكون روابط هيدروجينية أما جزئيات الماء فقطبية وتكون روابط هيدروجينية.
(2) جزئ كلوريد الميثيل CH3Cl جزئ قطبي
روابط C-H
- الفرق فى السالبية الكهربية بين الكربون والهيدروجين = 2.20 - 2.55 = 0.35 أقل من 0.4 فالرابطة تساهمية غير قطبية ولا تتكون شحنة موجبة على الهيدروجين أو شحنة سالبة سالبة على الكربون.
رابطة C-Cl
- الفرق فى السالبية الكهربية بين الكربون والكلور = 3.16 - 2.55 = 0.61 أكبرمن 0.4 وأقل من 1.7 فالرابطة تساهمية قطبية و تتكون شحنة موجبة على الكربون لأنها الأقل فى السالبية وتتكون شحنة سالبة على الكلور لأنها أعلى فى السالبية الكهربية من الكربون.
- وعلى ذلك يهمل تأثير الرابطة C-H فى العزم القطبي بسبب تقارب الذرتين فى الكهروسالبية وتكون الرابطة C-Cl هي المسئولة عن قيمة العزم القطبي.
ثالثاُ: ذرة الفلور والأكسجين
- القطبية تكون بين الجزئيات فقط التى تكون روابط تساهمية قطبية ولا تتكون فى ذرات العناصر.