双極子モーメントの基本:
* a 双極子モーメント 分子内の正電荷と負の電荷の分離から生じます。
*これはベクトルの量です。つまり、大きさ(双極子の強度)と方向(負から正の端まで指す)の両方を意味します。
対称性と双極子モーメント:
1。対称分子:
*分子が高い対称性を持っている場合、個々の結合双極子(結合原子間の電気陰性度の違いのため)がしばしば互いにキャンセルします。
* 例: CO2は線形で対称です。 2つのC =O結合は等しいが反対の双極子を持ち、ゼロの正味双極子モーメント(非極性分子)をもたらします。
2。非対称分子:
*分子に対称性がない場合、結合双極子は完全にキャンセルせず、ゼロ以外のネット双極子モーメントにつながります。
* 例: 水(H2O)には曲がった形があります。 O-H結合は極性であり、分子の非対称性により、双極子がキャンセルされないようにし、正味の双極子モーメント(極分子)が生じます。
キーポイント:
* 対称性は、さまざまな方法で分類できます:
* 対称性の平面: 分子を2つの同一の半分に分割する平面。
* 対称軸: 分子を特定の角度で回転させることができる線は、同一の構造を生成します。
* 対称性の中心: すべての原子が反対側に対応する原子を等距離に持っている分子内の点。
* より高い対称性は通常、双極子モーメントが低くなります。
例外:
*一部の分子には対称性がある場合がありますが、電子密度の分布は双極子モーメントを作成できます。これは、多くの場合、中央原子の電子の唯一のペアによるものです。
* 例: アンモニア(NH3)は、窒素原子に孤立したペアを持つピラミッド型の形状を持っています。対称性の3倍の軸を持っていますが、孤立したペアは非対称性を作成し、その結果、正味の双極子モーメントが生じます。
要約:
対称性は、分子の極性を予測するための強力なツールです。分子が高い対称性を持っている場合、それはおそらく非極性です。逆に、対称性が低い分子は極性である可能性が高くなります。分子の双極子モーメントは、水に溶解する能力、沸点、反応性など、その物理的および化学的挙動に影響を与える重要な特性です。