พันธะในพันธะโควาเลนต์เชิงขั้ว
เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้เรียนรู้ว่าพันธะไอออนิกและโควาเลนต์บริสุทธิ์เป็นเพียงส่วนปลายสุดของพันธะสเปกตรัมจากบทความนี้จาก Chemguide แต่ดูเหมือนฉันจะไม่สามารถยกกำลังสองได้ด้วยความเข้าใจของความผูกพัน ในสารประกอบไอออนิกเช่น$\ce{NaCl}$ ตัวอย่างเช่นความแตกต่างของอิเล็กโทรเนกาติวิตีมีมากจนดูเหมือนว่าอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจาก $\ce{Na}$ ถึง $\ce{Cl}$ดังนั้นทั้งคู่จึงได้โครงสร้างออคเต็ต ในทำนองเดียวกันในสารประกอบโควาเลนต์เช่น$\ce{H2}$ความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวิตีคือ $0$ดังนั้นอิเล็กตรอนจะถูกใช้ร่วมกันระหว่างองค์ประกอบดังนั้นทั้งสองจึงได้รับโครงสร้างออกเตต แต่ในระหว่างสุดขั้วเหล่านี้อิเล็กตรอนมีการใช้ร่วมกันถ่ายโอนหรือทั้งสองอย่างผสมกันหรือไม่? และถ้ามันเป็นส่วนผสมของทั้งสองอะตอมจะเติมอ็อกเต็ตของมันได้อย่างไรถ้าอิเล็กตรอนถูก "ถ่ายโอนบางส่วน"?
คำตอบ
ในพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมสองอะตอมที่มีความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวิตีอิเล็กตรอนที่ยึดเหนี่ยวจะอยู่ใกล้กับอะตอมของอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากขึ้นในพันธะ สิ่งนี้ทำให้ประจุลบบางส่วนก่อตัวบนอะตอมอิเล็กโทรเนกาติวิตีที่มากกว่าและรูปแบบประจุบวกบางส่วนบนอะตอมอิเล็กโทรเนกาติวิตีที่น้อยกว่า สิ่งนี้ทำให้สองขั้วรวมตัวกันในสารประกอบที่เรียกว่าไดโพล ดังนั้นจึงมีระดับของลักษณะไอออนิกที่สังเกตได้ในพันธะโคเวเลนต์
ตอนนี้คุณต้องเข้าใจความหนาแน่นของประจุ ในพันธะไอออนิกไอออนบวกและแอนไอออนจะอยู่ติดกัน ถ้าไอออนบวกมีขนาดเล็กและมีประจุไฟฟ้ามากแสดงว่ามีความหนาแน่นของประจุไฟฟ้าสูง ถ้ามันถูกยึดติดกับประจุลบที่มีรัศมีขนาดใหญ่ อิเล็กตรอนวงนอกของแอนไอออนไม่ได้ถูกยึดติดกับนิวเคลียสอย่างแน่นหนาและถูกดึงดูดด้วยสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งของไอออนบวกขนาดเล็กที่มีประจุไฟฟ้าสูง สิ่งนี้ทำให้ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นระหว่างไอออนทั้งสอง ดังนั้นระดับของลักษณะโควาเลนต์จึงถูกกำหนดให้กับพันธะไอออนิก
ตอนนี้การตอบว่าทำไมสารประกอบโควาเลนต์จึงเป็นโควาเลนต์และสารประกอบไอออนิกจึงเป็นไอออนิกได้จากปรากฏการณ์ต่อไปนี้ ความแข็งแรงของไดโพลวัดได้จากโมเมนต์ไดโพล โมเมนต์ไดโพลคือผลคูณของประจุไฟฟ้าที่แยกออกจากกันและระยะห่างระหว่างพวกมัน มี Debye รวมกันซึ่งมีขนาดเท่ากับคูลอมบ์มิเตอร์
ตอนนี้สารประกอบไอออนิกมีโมเมนต์ไดโพลค่อนข้างสูงเช่น 7.0D เป็นต้นในขณะที่สารประกอบโควาเลนต์ที่มีขั้วส่วนใหญ่เช่น HF มีโมเมนต์ไดโพลเท่ากับ 1.91D นี่แสดงให้เห็นว่าแม้แต่สารประกอบโคเวเลนต์ที่มีขั้วส่วนใหญ่ก็ยังห่างไกลจากการเป็นไอออนิก
ดังนั้นอิเล็กตรอนจะไม่ "ถ่ายโอนบางส่วน" มีการถ่ายโอนหรือแบ่งปัน การแบ่งปันอาจไม่เท่ากันหรือไม่สมดุลทำให้เกิดขั้วพันธะ การถ่ายโอนอิเล็กตรอนอาจส่งผลให้ไอออนก่อตัวด้วยความหนาแน่นของประจุที่แตกต่างกันซึ่งนำไปสู่แรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อสนามไฟฟ้าแรง วัตถุประสงค์หลักคือการไปถึงจุดที่มีความเสถียรสูงสุดในสารประกอบ
ลิงก์ต่อไปนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้วและโมเมนต์ไดโพลหากคุณพบปัญหาในการทำความเข้าใจ
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_(Zumdahl_and_Decoste)/08%3A_Bonding_General_Concepts/13.03_Bond_Polarity_and_Dipole_Moments