ﺪ ﻮﻴﭘ ﻪﻳﻭﺍﺯ ﺯﺍ ﻪﻛ ﺖﺳﺍ ﻂﺧ ﻭﺩ ﻊﻃﺎﻘﺗ ﺯﺍ ﻞﺻﺎﺣ ﻲﻠﺧﺍﺩ ﻪﻳﻭﺍﺯ ﺯﺍ ﺕﺭﺎﺒﻋ ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻪﻳﻭﺍﺯ ﻪﻛ ﺪﻫﺩ ﻲﻣ ﻥﺎﺸﻧ ﺮﻳﺯ ﻞﻜﺷ ﻥﺎﺳﻮﻧ ﻝﺎﺣ ﺭﺩ ﹰﺎﻤﺋﺍﺩ ﺎﻬﻤﺗﺍ ﻥﻮﭼ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ﺪ ﻮﻴﭘ ﻪﻳﻭﺍﺯ ﺯﺍ ﻪﻛ ﺖﺳﺍ ﻂﺧ ﻭﺩ ﻊﻃﺎﻘﺗ ﺯﺍ ﻞﺻﺎﺣ ﻲﻠﺧﺍﺩ ﻪﻳﻭﺍﺯ ﺯﺍ ﺕﺭﺎﺒﻋ ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻪﻳﻭﺍﺯ ﻪﻛ ﺪﻫﺩ ﻲﻣ ﻥﺎﺸﻧ ﺮﻳﺯ ﻞﻜﺷ ﻥﺎﺳﻮﻧ ﻝﺎﺣ ﺭﺩ ﹰﺎﻤﺋﺍﺩ ﺎﻬﻤﺗﺍ ﻥﻮﭼ"

Τάνις Ιόλη Κεδίκογλου
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 طول پيوند Bond lengths همواره در مولكولها اتمهاي متشكله داراي حركت نوساني نسبت به يكديگر ميباشند اگرچه در اثر نوسان اتمها فاصله پيوند ا نها هميشه متغير است با وجود اين در همه پيوندها فاصله متوسطي بين هسته دو اتم تشكيل دهنده پيوند وجود دارد كه ا ن را طول پيوند يا فاصله اتصال گويند. اگر مادهاي را بتوان به صورت كريستال تهيه نمود فاصله بين دو هسته اتم را به وسيله پراش ميتوان اندازه گرفت. در اغلب اوقات طول پيوندها را به كمك اسپكتروگراف پرتوX محاسبه اشعه X ميكنند البته روشهاي ديگري نيز براي محاسبه طول پيوند تركيباتي كه حالت كريستال ندارند وجود دارد كه مهمترين ا نها مطالعه اسپكتروسكوپي مولكولها ميباشد. مثلا طيف اتم هيدروژن به وسيله مكانيك سيستم (الكترون- هسته) مشخص ميگردد و طيف مولكولي ا ن به صورت مكانيك دو هسته و الكترونها تعيين شده است. به وسيله تجزيه طيف مولكولي ممكن است محل يك هسته در داخل مولكول را نسبت به هسته ديگر بطور دقيقي تعيين نمود و بدين ترتيب تصوير روشني از ماهيت ساختمان يك مولكول بدست ا ورد. اگرچه در اينجا بطور مفصل درباره اندازهگيري ساختمان مولكولي به وسيله طيف بحث نخواهد شد با وجود اين بايد يادا ور شد كه عده كثيري از دانشمندان با بكار بردن معادله موج در اين زمينه بطور مفصل تحقيق نموده و نتايج جالبي كسب كردهاند كه خود گواه بر اهميت زياد كاربرد مكانيك موجي است. جدول زير طول پيوند را براي مولكولهاي دو اتمي نشان ميدهد.

2 طول پيوند براي بعضي از مولكولهاي دو اتمي برحسب ا نگستروم بايستي توجه داشت كه در يك سري از مولكولهاي شناخته شده نظير هالوژنها و هالوژنهاي هيدروژن طول پيوند با ازدياد عدد اتمي افزايش مييابد. چنين تمايلي طبيعي است زيرا كه طول پيوند مشخص كننده ماكزيمم پايداري و يا مينيمم انرژي براي يك جفت اتم است كه در پيوند شركت ميكنند. موقعي كه پيوندي تشكيل ميشود مجموع انرژي دو اتم شركتكننده در پيوند كاهش مييابد مقدار كاهش اين انرژي بستگي به وضعيت و محل الكترون ظرفيتي دو اتم و كاملا نسبت عكس با دافعه الكتروستاتيكي بين دو هسته و دافعه بين الكترونهاي قشر خارجي دو اتم دارد. در حقيقت اين نيروي دافعه با كوچك شدن فاصله دو هسته اتم از هم زياد ميشود زيرا موقعي كه در يك ستون از جدول تناوبي عدد اتمي اضافه ميشود الكترونهاي ظرفيتي در فاصله دورتري از هسته اتم مربوط قرار دارند ولي از طرف ديگر با اضافه شدن عدد اتمي (تعداد پروتونها) قوه دافعه دو هسته شركت كننده در پيوند اضافه ميشود. بنابراين در فاصلهاي كه انرژي اتمهاي پيوند شده كم است و يا پيوند اين دو اتم محكم است با اضافه شدن عدد اتمي طول اين فاصله بيشتر ميشود.

3 همچنين بررسيهاي دقيق نشان داده است كه هر چه تفاوت الكترونگاتيوي بين دو اتم تشكيلدهنده يك پيوند بيشتر باشد طول پيوند حاصل كوتاهتر و انرژي ا ن بيشتر خواهد بود. دليل چنين رويدادي را افزايش قطبيت پيوند و بار جزي ي اتمها و در نتيجه افزايش مقدار انرژي رزونانس يوني - كوالانسي پيوند حاصل ميتوان دانست. به عنوان مثال طول شعاع كوالانسي اتمهاي كربن و فلوي ور برابر 0/77 و 0/67 ا نگستروم است و انتظار ميرود كه طول پيوند C-F در مولكول تترافلوي وريد كربن برابر 1/44 ا نگستروم باشد در صورتي كه از طريق تجربي طول اين پيوند بسيار كوتاهتر و حدود 1/32 ا نگستروم بدست ميا يد. در موقع مطالعه انرژي پيوند متوجه شديم كه انرژي پيوند مستقل از بقيه اتمهايي است كه به يكي از دو اتم شركتكننده در پيوند متصل ميباشند. حال ميخواهيم بررسي نماي يم كه ا يا اين موضوع در مورد طول پيوند نيز وجود دارد يا نه در جدول زير طول پيوند O-H و C-C و C-S در تركيبات مختلف مقايسه شده است. طول پيوند (O-H) و (C-C) و (C-S) در تركيبات مختلف برحسب ا نگستروم

4 ثبات هر كدام از طول پيوندها قابل توجه بوده و اين موضوع مو يد ا ن است كه خصوصيات يك پيوند به مقدار بسيار زياد بستگي به ماهيت اتمهاي پيوند كننده دارد. با وجود اين بايد قبول كرد كه بين دو اتم مشخص ممكن است پيوندهايي وجود داشته باشند كه در تركيبات مختلف طول ا نها و انرژيشان كاملا متفاوت باشد. اگر به مشخصات داده شده در جدول بعدي در مورد تركيبات اتان اتيلن و استيلن دقت نماي يم مشاهده ميكنيم كه اختلاف قابل ملاحظهاي در مورد انرژي و طول پيوند C-C وجود دارد. طول و انرژي پيوند (N-O) و (O-O) و (C-C) در تركيبات مختلف در واقع بايد همينطور هم باشد زيرا نوع اتصال دو كربن در تركيبات مختلف متفاوت از يكديگر است. در اتان اتصال ساده (C-C) و در اتيلن اتصال مضاعف (C=C) و بالاخره در استيلن اتصال سهگانه C ميباشد. نتيجه جالبي كه از اين مقايسه حاصل ميشود اينست كه نوع پيوند تعيين C كننده انرژي و طول ا نست. مسي له موقعي جالبتر است كه دليل ايجاد پيوندهاي متفاوت را دريابيم.

5 زاويه پيوند Bond angles شكل زير نشان ميدهد كه زاويه پيوند عبارت از زاويه داخلي حاصل از تقاطع دو خط است كه از هسته اتم مركزي به هستههاي دو اتم متصل شده به ا ن ترسيم ميگردد. چون اتمها داي ما در حال نوسان زاويه پيوند در مولكول ا ب هستند بنابراين زاويه پيوند همانند طول پيوند متغير ميباشد. با وجود اين چون سه اتم در حال نوسان هستند لذا ميتوان زاويه متوسطي را به عنوان زاويه پيوند تعيين نمود. زاويه پيوند θ عبارتست از زاويه داخلي مابين هسته اتمهاي پيوند شده. زواياي پيوند به مانند طول پيوند به وسيله پراش اشعه X و اسپكتروسكوپي مولكولي قابل اندازهگيري ميباشند. جدول زير زاويه پيوند اتم اكسيژن را در تركيبات مختلف نشان ميدهد. X-O-Y درجات مولكول ا ب اكسيژن فلوريد اكسيژن ديكلريد ديمتيل اتر متان ل زاويه پيوند در مورد اتم اكسيژن در تركيبات مختلف H2O FO 2 Cl2O ( CH32 ) O CH3 OH 104/5 103/

6 اگرچه اتمها داي ما در حال نوسان ميباشند ولي زاويه پيوند در مورد تركيبات مختلف اكسيژن بين 103 تا 111 درجه متغير است. از طرف ديگر همانطوري كه در جدول بعد مشاهده ميشود زاويه پيوند 3 در مورد تركيبات مختلف كربن sp در حدود 110 درجه ميباشد. H-C-H درجات مولكول CH 4 CH3Cl CH2Cl2 CH3Br CH3I CH3OH C2H6 متان منوكلرومتان ديكلرومتان منو برمومتان منو يدومتان الكل متيليك اتان 110/ /2 111/4 109/3 109/3 تغييرات زاويه اتصال H-C-H در بعضي از مولكولها به اين ترتيب نظم بخصوصي كه در ا رايش مولكولي تركيبات مختلف يك عنصر وجود دارد بنظر ميرسد. اين مشاهدات موقعي جالبتر است كه دليل اين نظم را دريابيم. جدول بعدي زواياي پيوند هيدرورهاي گروه VI و V و IV را نشان ميدهد كه از ا ن نتيجه ميشود كه تمام هيدرورهاي گروه IV داراي زواياي پيوند درجه بوده كه ا ن را زاويه چهاروجهي ميناميم زيرا تمام اتمهاي هيدروژن در ري وس يك چهاروجهي منظم واقع شدهاند. در گروهV تمام تركيبات هيدروژنه اين گروه داراي ا رايش ساختماني سهوجهي منظم هرمي هستند. براي NH 3 زاويه پيوند اطراف اتم مركزي 107 درجه و براي SbH 3 تا 91 درجه تقليل مييابد.

7 IV V VI درجه درجه درجه NH 3 107/3 H2O 104/5 CH 4 SiH 4 AsH 3 PH 3 91/8 93/3 H2Se H2S 91 92/2 GeH 4 SnH 4 SbH 3 91/3 HTe 2 89/5 در گروه VI زاويه پيوند از 104 درجه براي ا ب تا 89 درجه براي HTe بطور مشابه كاهش 2 مييابد. بنابراين از روي مفاهيم بالا ميتوان بدين نتيجه رسيد كه ارزش زواياي پيوند اتم مركزي تا اندازه زيادي به وسيله خصوصيت خود اين اتم تعيين ميگردد. بنابراين ميتوان گفت كه زاويه پيوند يك اتم هنگامي كه گروههاي مختلف بدان متصل ميگردند داراي يك ثبات تقريبي است و همچنين ميتوان استنباط كرد كه در تركيبات مشابه اتمهايي كه در يك ستون از جدول تناوبي قرار دارند از نظر شكل هندسي داراي شباهتهايي ميباشند. از قسمت اخير ميتوان بدين نتيجه رسيد كه زاويه پيوند يك اتم به مقدار زيادي بستگي به تعداد الكترونهاي ظرفيت ا ن دارد. در يك گروه از جدول تناوبي تعداد الكترونهاي ظرفيت مساوي بوده و به وسيله همين الكترونهاي ظرفيت خصوصيات ا ن گروه مشخص ميگردد. تنها با كمك گرفتن از فرض ساده بالاست كه ميتوان موضوع شباهت ارتباط زواياي پيوند را توسعه داد.

Σχετικά έγγραφα

+ Δ o. A g B g A B g H. o 3 ( ) ( ) ( ) ; 436. A B g A g B g HA است. H H برابر

+ Δ o. A g B g A B g H. o 3 ( ) ( ) ( ) ; 436. A B g A g B g HA است. H H برابر ا نتالپي تشكيل پيوند وا نتالپي تفكيك پيوند: ا نتالپي تشكيل يك پيوندي مانند A B برابر با تغيير ا نتالپي استانداردي است كه در جريان تشكيل ا ن B g حاصل ميشود. ( ), پيوند از گونه هاي (g )A ( ) + ( ) ( ) ;