Onko H2S poolinen vai pooliton?

• Kun puhutaan mistä tahansa molekyylistä, yritetään selvittää sen rakenteen pääpiirteet. Mikä atomi on elektronegatiivisempi? Miten atomit ovat siinä järjestäytyneet? Näiden monien kysymysten kanssa jongleeraaminen saa sinut kiinnostumaan niiden selvittämisestä entistä enemmän.

Vetysulfidi on väritön molekyyli, jonka kemiallinen kaava on H2S. Se on myrkyllinen ja sen haju muistuttaa mädän kananmunan hajua.

Onko H2S siis poolinen vai pooliton? H2S on lievästi polaarinen molekyyli, koska sen kaareva geometrinen rakenne ja pieni ero vedyn(2,2) ja rikin(2,58) elektronegatiivisuuden välillä johtaa nollasta poikkeavaan dipolimomenttiin.

H2S:n muita ominaisuuksia ovat:

• Se reagoi helposti metalli-ionien kanssa muodostaen metallisulfideja.
• Se on vaarallinen ja myrkyllinen, erityisesti happi-inhalaattoreille.
• Syövyttävänä se tuhoaa metalleja, kuten kuparia, joka muuttuu reaktion jälkeen väriltään vihreäksi.

H2S:n löysi vuonna 177 kemisti nimeltä Carl Wilhelm Scheele. Tätä kaasua tuotetaan ihmiskehossa ja käytämme sitä signaalimolekyylinä.

Mitä tarkoitat polariteetilla?

Polariteetti kuvaa sitä, miten elektronit jakautuvat molekyylissä. Se osoittaa, millä tavoin elektronit vetävät puoleensa ja vetävät puoleensa elektronegatiivisinta atomia.

Mutta, miten arvioit alkuaineen poolisuuden? Selvitetään se oppimalla vähän tietoa elektronegatiivisuuden käsitteestä, koska sillä on merkitystä poolisuuden kannalta.

Elektronegatiivisuus edustaa alkuaineiden kykyä vetää puoleensa elektroneja. Siten alkuaineet, jotka vetävät puoleensa enemmän elektroneja, ovat elektronegatiivisempia.

Elektronegatiivisuus määrittää elektronien jakautumisen, jotta löydetään molekyylin poolisuus.

Mikä on poolinen molekyyli?

Molekyyli on neutraali, mutta sitä kutsutaan polarisoituneeksi, kun toisella puolella on enemmän negatiivista varausta kuin toisella positiivisesti varautuneella puolella.

Molekyylissä on epäsymmetrinen atomien sijoittelu, kun taas negatiivisten varausten (elektronien) jakautuminen keskeisen atomin ulkopuolelle on epätasaista.

Esimerkiksi-
Vesi (H2O) on polaarinen molekyyli, koska elektronegatiivisemmalla hapella on suurempi määrä elektroneja kuin molekyylin toisella atomilla eli vety on positiivisesti varautunut.

Voit tarkistaa syyn H2O:n polaarisuuteen.

Muut molekyylit, kuten SO2, NH3 jne. ovat myös polaarisia molekyylejä.

Epäpolaaristen molekyylien, kuten CO2:n, osalta voit tarkistaa syyn CO2:n epäpolaarisuuteen.

Miten voit erottaa toisistaan polaariset ja epäpolaariset molekyylit?

Polaarisissa molekyyleissä elektronit jakautuvat epätasaisesti eli varaukset eivät ole tasapainossa. Mutta ei-polaarisissa molekyyleissä elektroneja on suhteellisen yhtä paljon.

Esimerkiksi-
Tiedättehän, että happi (O=O) on hyvin elektronegatiivinen, mutta silti se on ei-polaarinen. Miksi?

O2-molekyylin molemmilla atomeilla on yhtä suuri elektronegatiivisuustiheys, eli ne jakavat yhtä monta elektronia. Näin ollen molekyyli O2 on pooliton. Molekyylejä, jotka koostuvat samantyyppisistä alkuaineista, kuten H2, N2, Cl2 jne. kutsutaan dipoleiksi.

Esimerkiksi ne ovat poolittomia molekyylejä. Hiilivetyjä, kuten metaania (CH4), etaania (C2H6) jne. jotka sisältävät alkuaineita vetyä ja hiiltä, kutsutaan myös poolittomiksi molekyyleiksi.

Miten testataan H2S:n polaarisuus?

Ennen kuin hyppäät selvittämään molekyylin H2S:n polaarisuutta, puhutaanpa sen sidospolaarisuudesta. Sidoksen polaarisuus lasketaan, kun molekyylin atomeilla on osittain positiiviset ja negatiiviset varaukset.

Elektronegatiivisuuden merkitys

Jos kahden alkuaineen elektronegatiivisuuksien ero on suurempi tai yhtä suuri kuin 0.5, niin sidos on polaarinen.

Atominumerolla 16 rikki vetää vedyn molemmat elektronit viimeisen kuorensa loppuun ja saa negatiivisen varauksen.

Vedystä tulee positiivisesti varautunut. Näin ollen rikin elektronegatiivisuus tulee suuremmaksi kuin vetyatomin.

Kuten tiedät, jaksollisessa järjestelmässä elektronegatiivisuus kasvaa vasemmalta oikealle ja pienenee ylhäältä alaspäin.

Vedyn elektronegatiivisuus on 2,20 ja rikin 2,58. Niiden elektronegatiivisuusero, 0,38, on alle 0,5. H2S on siis pooliton sidos.

Johtuen siitä, että rikki on elektronegatiivisempi kuin vety, se on osittain negatiivinen. Tämän seurauksena se luo dipolimomentin.

Lisäksi dipolimomenttia kuvaa nuoli, joka osoittaa elektronegatiivisempaan atomiin. H2S-yhdisteen tapauksessa dipolimomentti esitetään vedystä (delta +) rikkiin (delta-).

Geometrisen muodon merkitys

Minkä tahansa molekyylin, kuten H2S:n, polaarisuuden määrittelemiseksi on yhtä tärkeää selvittää molekyylin ulkoiset atomit ja muoto.

Keskusatomilla Rikki on kaksi yksinäistä elektroniparia, jotka aiheuttavat sen, että H-S-sidos on taivutetun muotoinen. Näin ollen molekyylissä on epäsymmetrinen jakauma atomeja keskusatomin ympärillä, mikä tekee siitä epäsymmetrisen.

Kaarevan muodon vuoksi H-S-sidosten välille syntyy dipolimomentti. Mitä suurempi on varausten ero, sitä suurempi on atomien välinen dipolimomentti. Näin ollen rikki vetää puoleensa enemmän elektroneja ja saa osittaisen negatiivisen varauksen.

Vety saa osittaisen positiivisen varauksen, koska sille jää nyt vähemmän positiivisia varauksia.

Koska dipolimomentilla on suunta ja suuruus, se on vektorisuuruus. Se suuntautuu kohti elektronegatiivisempaa atomia.

Kun nuolet eivät kumoa toisiaan, molekyylistä tulee polaarinen.

Dipolimomentin merkitys

Molekyylin dipolimomentti kertoo sen polaarisuuden tason. Mitä suurempi on molekyylin poolisuus, sitä suurempi on sen dipolimomentin arvo.

Se voidaan määritellä myös kahden atomin varausten ja niiden välisen etäisyyden tulona.

D = Q * R

D = dipolimomentti

Q = atomien varaus

R = atomien välinen etäisyys

H2S:n käyttötarkoitukset

• Sitä käytetään vedyn ja rikkihapon valmistukseen.
• Sitä käytetään laajalti teollisesti erilaisten epäorgaanisten yhdisteiden valmistukseen.
• Sitä käytetään laajemmassa mittakaavassa viljelykasvien torjunta-aineiden valmistukseen.
• Vetysulfidilla on suuri käyttö ydinvoimalaitoksissa käytettävänä raskaana vetenä.

Johtopäätökset

Minkä tahansa molekyylin polariteetin laskemiseksi on otettava huomioon tietyt tekijät, ennen kuin päädytään johtopäätökseen.

• Miten sidosten polaarisuus vaikuttaa molekyylin poolisuuteen?
• Miten määritetään molekyylin polaarisuuden suunta?
• Vaikuttaako muoto polaarisuuteen?
• Miten symmetrinen ja epäsymmetrinen auttavat molekyylin polaarisuuden selvittämisessä?

H2S on polaarinen molekyyli, jossa vetyatomit ovat sitoutuneet keskeisen rikkiatomin ulkopuolelle. Sillä on epäsymmetrinen taivutettu muoto, joka luo atomien välille dipolimomentin.

Rikki on elektronegatiivisempi kuin Vety. Tällä tarkoitetaan sitä, että rikillä on enemmän elektroneja kuin jälkimmäisellä.

Kuten tiedätte, molekyylin H2S elektronegatiivisuusero on 0,4, jota pidetään mitättömänä, ja sillä on myös heikko poolisuus.

Teknisesti, koska atomien välillä ei ole tarpeeksi poolisuutta, H2S:n sanotaan olevan ei-polaarinen molekyyli.

Tämä on poikkeuksellinen tapaus, joka on laskettava. Tiettyjen tutkimusten mukaan, jotta molekyyli olisi polaarinen, sen elektronegatiivisuuden on oltava 0,5 ja 2 välillä.

Tutustuaksesi erityisesti H2S:n elektroniseen rakenteeseen, sinun on luettava myös artikkeli H2S:n Lewis-rakenne, geometria, hybridisaatio.

FAQs

Q1. Nimeä yhdisteet, joilla on polaarinen sidos.
A1. Yhdisteitä, joilla on polaarinen sidos, ovat vesi (H2O), ammoniakki (MH3) ja rikkidioksidi (SO2).

Q2. Mikä on dipolimomentti? Miten sen suuruus lasketaan?
A2. Dipolimomentti esitetään erikoistuneella nuolella, joka osoittaa osittain positiivisesta päästä osittain negatiiviselle puolelle.

Tapauksissa, joissa molekyyleissä on enemmän kuin kaksi atomia, voi esiintyä kaksi vaihtoehtoa-

a) Kun dipolimomentti mitätöityy eli kun nuolet ovat vastakkaiseen suuntaan, sen suuruus on nolla. Molekyyli on pooliton.

b) Keskusatomin ja muiden atomien väliset nuolet osoittavat joko poispäin tai kohti keskusatomia. Tällöin dipolimomentin suuruus on suurempi kuin nolla, jolloin kyseessä on poolinen molekyyli.

Q3. Kirjoita alkuaineiden elektronegatiivisuudet.
A3. Happi- 3,44
Magnesium- 1,31
Kloori- 3,16
Natrium- 0,93

Q4. Laske CH4- ja CO2-molekyylien välinen elektronegatiivisuusero.

A4. a) CH4
Hiili- 2,55, vety- 2,20

Elektronegatiivisuusero on-
2,55-2,20= 0.35

CH4 on pooliton molekyyli, koska atomien väliset dipolimomentit kumoavat toisensa.

b) SO2

Rikki- 2.58, Happi- 3.44

Elektronegatiivinen ero on-