چطور مواد در هم حل می شوند؟
وقتی یک ذره بار دار در میان یکسری ذرات بار دار دیگر قرار گیرد. بین آن ها بر هم کنش صورت می گیرد و ذرات با بار مخالف، آن ذره را احاطه می کنند.
اگر یون مثبت وارد آب شود، ملکول های آب از سر اکسیژن که دارای بار جزئی منفی هستند به آن نزدیک می شوند و با آن ارتباط برقرار می کنند. اگر یون وارد شده در آب منفی باشد، ملکول های آب از سر هیدروژن که دارای بار مثبت است به آن یون نزدیک می شوند. به این جاذبه ها یون - دوقطبی می گویند. زیرا ملکول آب یک دو قطبی است.
یک ملکول دو قطبی مثل استن می تواند یک ملکول ناقطبی مثل کربن دی اکسید را به صورت القایی، قطبی کند و با آن برهم کنش داشته باشد، تا ملکولی مثل کرین دی اکسید در استون یا آب حل شود. به این نیروها بر هم کنش دوقطبی- دو قطبی القایی می گویند. این نیروها از برهم کنش دو قطبی- دوقطبی ضعیف تر هستند. اما برهم کنش یون - دو قطبی از دوقطبی- دو قطبی قوی تر است. اما مسلماً نیروی جاذبه بین یونی از یون- دو قطبی قوی تر است.
اگر مواد ناقطبی در هم مخلوط شوند، بین آن ها نیروهای جاذبه دوقطبی القایی- دو قطبی القایی به وجود می آید که به آن نیروهای لاندن یا پخش نیز گفته می شود. آن ها به صورت لحظه ای دو قطبی شده و قطبیت خود را به ملکول های اطراف القا می کنند.
بنابراین یک یون یا یک ملکول قطبی یا حتی یک ملکول ناقطبی می تواند یک ملکول ناقطبی دیگر را به صورت القایی قطبی کرده و با آن بر هم کنش داشته باشد.
پیوند هیدروژنی نوعی برهم کنش دوقطبی- دو قطبی قوی است که بین ملکول هایی ایجاد می شود که دارای اتم هیدروژن متصل به اتم های فوق العاده الکترونگاتیو فلوئور، اکسیژن و نیتروژن هستند. وابسته به میزان قطبیت اتم متصل به اتم هیدروژن استحکام پیوند هیدروژنی متفاوت است.
تعداد پیوندهای هیدروژنی که یک ملکول ایجاد می کند بر نقطه جوش ماده تأثیر گذار است
پیوند هیدروژنی بین استن و کلروفرم
پیوند هیدروژنی بین ملکول های آب قوی تر از پیوند ملکولی بین ملکول های الکل است. اما پیوند هیدروژنی بین ملکول های الکل و آب قوی تر از هر دوی آن هاست. زیرا الکل به هر نسبتی در آب حل می شود. این حل شدن نشان می دهد که بر هم کنش بین ملکول های آب و الکل بر نیروی جاذبه بین ملکول های آب و نیروی جاذبه بین ملکول های الکل غلبه کرده است.
هر چه زنجیر هیدروکربنی الکلی بزرگتر باشد، آن الکل انحلال پذیری کمتری دارد. زیرا دارای بخش ناقطبی بزرگتری است. اگر بخش قطبی ملکول بزرگتر باشد ملکول در آب بهتر حل می شود و اگر بخش ناقطبی بزرگتر باشد ملکول در چربی بهتر حل می شود.
انواع بر هم کنش ها
نیروی جاذبه یون- دو قطبی
نیروی دوقطبی- دو قطبی
نیروی دوقطبی- دو قطبی القایی
نیروی دوقطبی القایی- دو قطبی القایی
پیوند هیدروژنی نوعی بر هم کنش دو قطبی- دو قطبی قوی است
کربن تتراکلرید CCl4 یک ماده غیر قطبی است که در آب حل نمی شود، چون نیروی جاذبه بین مولکول های آب خیلی قویتر از نیروهای جذبه بین مولکول های کربن تتراکلرید است. به عبارت دیگر بین مولکول های آب و کربن تتراکلرید جاذبه قوی برقرار نمی شود.
اما ید که یک ماده ناقطبی است می تواند در کربن تتراکلرید حل شود، زیرا نیروی جاذبه بین مولکول های ید و مولکول های کربن تتراکلرید مشابه است، بنابر اینمی توان گفت معمولاً مواد قطبی در حلال های قطبی، مواد ناقطبی در حلال های ناقطبی و جامدهای یونی در آب و حلال های قطبی حل می شوند.
مرکز یادگیری تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی
