Πώς καθορίζετε τη φόρτιση ενός μορίου;
1. Κατανόηση των βασικών:
* άτομα: Κάθε άτομο έχει ουδέτερο φορτίο όταν έχει τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων.
* ιόντα: Τα άτομα μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν ηλεκτρόνια για να γίνουν ιόντα, τα οποία έχουν καθαρή θετική (κατιόντα) ή αρνητικά (ανιόντες) φορτίου.
* ομοιοπολικοί δεσμοί: Όταν τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια σε ομοιοπολικούς δεσμούς, μπορούν να είναι πολικοί ή μη πολικοί.
* πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί: Η άνιση κατανομή των ηλεκτρονίων δημιουργεί ένα μερικό θετικό (δ+) και μερικό αρνητικό (δ-) φορτίο στα άτομα μέσα στο μόριο.
* μη πολικά ομοιοπολικά ομόλογα: Τα ηλεκτρόνια μοιράζονται εξίσου, οπότε δεν υπάρχει καθαρός διαχωρισμός φορτίου.
2. Προσδιορισμός φόρτισης για διαφορετικούς τύπους μορίων:
* Ιωνικές ενώσεις:
* Αυτά σχηματίζονται από την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των αντίθετα φορτισμένων ιόντων.
* Το συνολικό φορτίο του μορίου είναι ουδέτερο, καθώς τα θετικά και αρνητικά φορτία από τα ιόντα ακυρώνονται.
* Παράδειγμα:NaCl (χλωριούχο νάτριο) - Na+ (ιόν νατρίου) και CL- (ιόν χλωριούχου).
* ομοιοπολικές ενώσεις:
* μη πολικές ομοιοπολικές ενώσεις: Αυτά δεν έχουν καθαρή χρέωση, αφού τα ηλεκτρόνια μοιράζονται εξίσου.
* Πολικές ομοιοπολικές ενώσεις: Αυτά τα μόρια μπορούν να έχουν μερική θετική (δ+) ή μερική αρνητική (δ-) φορτία λόγω της άνισης κοινής χρήσης των ηλεκτρονίων. Ωστόσο, το συνολικό φορτίο του μορίου εξακολουθεί να είναι ουδέτερο.
* Πολυατομικά ιόντα:
* Αυτά είναι μόρια με καθαρό θετικό ή αρνητικό φορτίο.
* Παραδείγματα:
* NH4+ (ιόν αμμωνίου) - έχει θετική χρέωση
* SO42- (θειικό ιόν) - έχει αρνητική φόρτιση
3. Προσδιορισμός του φορτίου ενός μορίου με λειτουργικές ομάδες:
* Λειτουργικές ομάδες: Συγκεκριμένες ομάδες ατόμων μέσα σε ένα μόριο που του δίνουν χαρακτηριστικές ιδιότητες. Ορισμένες λειτουργικές ομάδες μπορούν να επηρεάσουν το συνολικό φορτίο του μορίου.
* Παράδειγμα:Τα καρβοξυλικά οξέα (-COOH) μπορούν να χάσουν ένα πρωτόνιο (Η+) για να γίνουν αρνητικά φορτισμένες.
4. Χρήση επίσημης φόρτισης:
* Τυπική χρέωση: Ένας τρόπος για τον υπολογισμό της κατανομής φορτίου μέσα σε ένα μόριο. Είναι μια θεωρητική έννοια και δεν αντιπροσωπεύει την πραγματική χρέωση, αλλά μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση της διανομής φορτίου.
* Φόρμουλα: Τυπική φόρτιση =(ηλεκτρόνια σθένους) - (μη συνδεδεμένα ηλεκτρόνια) - (1/2 ηλεκτρόνια σύνδεσης)
Σημαντικές σημειώσεις:
* Δομές συντονισμού: Ορισμένα μόρια μπορούν να υπάρχουν σε διαφορετικές δομές συντονισμού, οι οποίες είναι παραστάσεις του μορίου όπου τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται. Η πραγματική δομή του μορίου είναι ένα υβρίδιο αυτών των δομών συντονισμού.
* ph: Το ρΗ του διαλύματος μπορεί επίσης να επηρεάσει το φορτίο ενός μορίου. Ορισμένα μόρια μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν πρωτόνια (Η+) ανάλογα με το pH, το οποίο μπορεί να αλλάξει τη συνολική τους φορτία.
Παράδειγμα:
Ας εξετάσουμε το νερό του μορίου (H2O).
* ομοιοπολικοί δεσμοί: Το νερό έχει δύο πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ του ατόμου οξυγόνου και κάθε ατόμου υδρογόνου. Το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο, έτσι τραβά τα ηλεκτρόνια στον δεσμό πιο κοντά στον εαυτό του, δημιουργώντας ένα μερικό αρνητικό φορτίο (δ-) στο άτομο οξυγόνου και ένα μερικό θετικό φορτίο (δ+) στα άτομα υδρογόνου.
* Συνολική χρέωση: Παρά τις μερικές χρεώσεις, το συνολικό φορτίο του μορίου νερού είναι ουδέτερο.
Συμπερασματικά, ο προσδιορισμός του φορτίου ενός μορίου περιλαμβάνει την κατανόηση των τύπων των δεσμών, την παρουσία λειτουργικών ομάδων και τη δυνατότητα διαχωρισμού φορτίου. Μπορεί να χρειαστεί να εξετάσετε την επίσημη φόρτιση, τις δομές συντονισμού και το pH του περιβάλλοντος για να κατανοήσετε πλήρως τη διανομή φορτίου μέσα σε ένα μόριο.
