A HCN poláris vagy nem poláris?

A hidrogén-cianid egy kémiai vegyület, melynek kémiai képlete HCN. borkősav néven is ismert. Ipari méretekben előállított mérgező gáz. Megbeszéljük a tulajdonságait, és sokaknak lehetnek kétségeik azzal kapcsolatban is, hogy a HCN poláris-e vagy sem. Ezért megértetem önökkel, hogy a HCN poláris-e vagy sem, és hogy mi az oka ennek.

Szóval, a HCN poláris vagy nem poláris? A HCN azért poláris molekula, mert a nitrogén(3,04) és a hidrogén(2,2) közötti nagy elektronegatív különbség miatt a lineáris alakú molekula töltése egyenlőtlenül oszlik meg, ami nem nulla dipólusmomentumot eredményez, így a molekula polárissá válik.

A HCN savas természetű. Színtelen folyadékként létezik standard hőmérsékleti és nyomásviszonyok mellett. A természetben gyúlékony és rendkívül mérgező folyadék, amelyet széles körben állítanak elő ipari méretekben.

Ez a kémiai vegyület molekulatömege 27,0253 g/mol. Az alábbiak szerint számítható ki

A HCN moláris tömege = 1* (H moláris tömege) + 1 * (C moláris tömege) + 1 * (N moláris tömege) = 1 + 12 + 14 =
27 g/mol.

A kémiai összetételét 1 szén-, 1 hidrogén- és 1 nitrogénatom alkotja.

A szén a központi atom, amelyet kétoldalt nitrogén- és hidrogénatomok vesznek körül úgy, hogy lineáris alakú szerkezetet alkot.

A hidrogén valenciája 1 (1 elektronnal többre van szüksége ahhoz, hogy stabil legyen), a szénnek 4 valenciaelektronja van a még 4 szükséges ahhoz, hogy kitöltse a nyolcasát, a nitrogénnek pedig 5 valenciaelektronja van és még 3 elektronra van szüksége ahhoz, hogy kitöltse a nyolcasát.

Ennek megfelelően a szén és a hidrogén megosztja egymás elektronjait és kovalens kötést (C-H) képez, míg a szén és a nitrogén hármas kötést (C≡N) képez, hogy három elektronjukat megosszák egymással.

Az eredmény, hogy a H-C≡N molekula stabilizálódik.

Ha megnézzük az atomjainak elektronegativitását, a szén elektronegativitása 2.55, a nitrogéné 3,04, a hidrogéné pedig 2,2.

A nitrogén- és a szénatomok pedig szélsőséges helyzetben vannak, és elektronegativitásukban jelentős különbség van.

Ezek következtében a nitrogén részleges negatív, míg a hidrogén részleges pozitív töltést kap. Ez pozitív és negatív pólusokat hoz létre a molekulán, így az poláros molekulává válik.

Poláris és nem poláris molekulák

A poláris molekulák azok a molekulák, amelyeken pozitív és negatív pólusok keletkeznek.

A nem poláris molekulákon nem keletkeznek pólusok, és az atomjaik között egyenlő töltés oszlik el.

A poláris molekulák dipólusmomentumának értéke nem nulla. A töltés eloszlása az atomjai között nem egyenletes.

A két atom által alkotott kovalens kötést polárisnak mondjuk, ha elektronegativitásuk eltér egymástól.

Ez azért van, mert az elektronegatívabb atom a saját oldalára húzza a kötött elektronpárt és részleges negatív töltést kap, a másik atom pedig részleges pozitív töltést.

Példák a poláris molekulákra: HCl, OF2 stb. A HCl polaritásának okát ellenőrizheted.

A nem poláris molekulák dipólusmomentuma mindig nulla. Ugyanis ezekben a molekulákban a töltéseloszlás mindig egyenletes az egész molekulában.

A két atom által alkotott kovalens kötést akkor mondjuk nem polárisnak, ha a két atom elektronegativitása egyenlő.

Példák a nem poláris molekulákra: hexán, BF3, stb. Megnézheti a BF3 nem polaritásának okát.

Miért poláris molekula a HCN?

A HCN molekula poláris, mivel olyan atomokat (hidrogén, nitrogén és szén) tartalmaz, amelyek elektronegativitása különbözik egymástól.

Az atom elektronegativitása fontos paraméter annak ellenőrzéséhez, hogy az atom poláris-e vagy sem.

Egyszerűbben fogalmazva, egy atom elektronegativitása az atom azon ereje, hogy az elektront az oldalára húzza.

Egy nagyobb elektronegativitású atom tehát nagyobb befolyással húzza az oldalára a kötött elektronpárt, és töltésegyenlőtlenséget eredményez.

Ez eredményeképpen egy nagyobb elektronegativitású atom részleges negatív töltést kap a rajta lévő nagyobb töltésintenzitás miatt.

A nitrogén és a hidrogén elektronegativitása közötti különbség (3,04 -2,2= 0,84), ami elegendő a HCN-molekula polaritásának növeléséhez.

A molekula alakja lineáris és a nitrogén felé nettó dipólusú.

Az elektronegativitási tényezőn kívül a nitrogén hármas kötéssel kapcsolódik a szénnel, ami szintén növeli a nitrogénatom töltésének intenzitását, és polárissá teszi a molekulát.

Főbb szempontok a molekula polaritásának meghatározásához

Egy molekula polaritásának ellenőrzése során számos paramétert kell szem előtt tartani. Az alábbi pontokat érdemes feljegyezni és megfigyelni

Elektronegativitás: Ha két, elektronegativitásukban eltérő atom között kovalens kötés jön létre, akkor a magasabb elektronegativitású atom az elektront kissé jobban a maga oldalára húzza.

Ez eredményeképpen a létrejött kötés poláros. Ha egy molekulában részt vevő atomok elektronegativitása között különbség van, akkor a kialakult molekula poláris jellegű.

Az elektronegativitásbeli különbség egyenesen arányos a molekula polaritásával.

A H-C≡N esetében a nitrogén elektronegatívabb, mint a hidrogén, és a szén lesz a negatív pólus.

Geometriai alak: ha a molekula alakja torz vagy aszimmetrikus, akkor a molekulán belüli töltés egyenetlenül oszlik el, és poláros molekulát eredményez.

Míg a szimmetrikus alakú molekula csak akkor nem poláros, ha az atomok elektronegativitása egyenlő. Ha ez nem egyezik, a molekula lehet poláros.

Mint a HCN esetében, bár a molekula alakja szimmetrikus (lineáris), a molekula az atomok elektronegativitásának különbsége miatt poláros.

Az alábbiakban a HCN-molekula geometriai szerkezetének képe látható.

Dipolmomentum: A molekula dipólusa a polaritásának mértékegysége. Minél nagyobb egy molekula polaritása, annál nagyobb a polaritása.

Az atomok töltésének és a pozitív és negatív töltésközpontok közötti távolságnak a szorzata.

D = Q* R

D-vel jelöljük. A HCN molekula dipólusa 2,98 Debye. Debye az SI-je.

A HCN tulajdonságai

• Szobahőmérsékleten színtelen, olajos szagú folyadékként létezik.
• A természetben mérgező és gyúlékony, amelyet az ipar széles körében állítanak elő.
• A természetben savas, savassága 9,21 PKA.
• Az anyag olvadáspontja -13,29 °C vagy 8,08 °F, forráspontja pedig 26 °C vagy 79 °F.
• 25 °C hőmérsékleten gőznyomása 100 kPa.
• A HCN polaritása 2,98 D.
• A HCN molekulaformája lineáris.

A HCN felhasználása

• A HCN-t az akrilnitril előállításához használják, amelyet tovább használnak szintetikus gumik, akrilszálak gyártásához.
• A műanyagok előállításához is használják.
• A HCN és a vele képzett vegyületek számos kémiai reakcióban hasznosak. Például az acél és a vas edzésére használják.
• Ezt a vegyületet a galvanizálás folyamatában is alkalmazzák.