أحدث الموضوعات

قوى التجاذب بين أيون وجزيء ثنائي القطب Ion-Dipole Attractive Forces



هناك قوى تجاذب بين جزئيات السائل ، وهذه القوى أضعف بكثير من الرابطة التساھمیة التي تربط بین الذرات في الجزيء، فمثلاً الطاقة اللازمة لتبخیر السائل ( إبعاد الجزیئات بعضھا عن بعض) أقل بكثیر من الطاقة اللازمة لتكسیر الروابط في جزیئات السائل.

أنواع قوى التجاذب بين الجزيئات Types of Intermolecular Attractive Forces

1 - قوى ثنائي القطب – ثنائي القطب Dipole-Dipole Attractive Forces
2- الرابطة الهيدروجينية Hydrogen Bond
3 - قوى فان درفالز ( قوى لندن ) Van der Waals Forces
4- قوى لندن التشتتية London Dispersion Forces

وبإذن الله تعالى سوف نتناول فى الدروس القادمة كلاً منها بطريقة مفصلة ولكن فى هذا الدرس سوف نشرح قوى التجاذب التى تحدث بين آيون وجزئ ثنائي القطب ، والآن فلنبدأ الدرس بإذن الله 




قوى التجاذب بين أيون وجزيء ثنائي القطب Ion-Dipole Attractive Forces

س: كیف یتوجه أیون وجزيء قطبي لبعضھما البعض؟

ج : عند وجود أیون – سالباً كان أو موجباً – بالقرب من جزيء قطبي فإن كلاً منھما سیتوجه بطریقة معینة تؤدي إلى تجاذبھما ، حيث یواجه الأيون وضعاً معیناً بحیث یواجه نھایة القطب المخالفة له بالإشارة ( شكل ١ ) .



ولقد وجد أن قوة التجاذب الناشئة في هذه الحالة (F) تتناسب طردیاً مع كل من شحنة الأیون(Q) والعزم القطبي للجزيء (μ) وعكسیاً مع مربع المسافة الفاصلة بین مركزي الأیون والجزيء d2 )




مثال توضيحي لأثر القوى القطبية :

عند حك قضیب زجاجي بقطعة من الحریر ( یكتسب شحنة سالبة) ومن ثم تقریبه من تیار مائي منساب عبر سحاحة فإن تیار الماء سینحرف باتجاه القضیب ( شكل ٢ أ) ، هذا الانحراف نحو القضيب لا يحدث فيما لو أستخدم سائل الهكسان C6H14 عوضاً عن الماء ( شكل ٢ ب )



س: علل ما یحدث في الحالتین ؟ 

ج : بسبب اتخاذ جزئيات الماء H2O ( القطبية ) وضعاً تكون فيها النهايات الموجبة للأقطاب باتجاه قضیب الزجاج ذي الشحنة السالبة الأمر الذي لا يحدث في حالة الھكسان لكون جزیئاته غیر قطبیة .



قوى التجاذب بين أيون وجزيء قطبي مستحث Ion-Induced Dipole Attractive Forces

يؤدي اقتراب أيون ما أو جزئ قطبي من جزئ أو ذرة متعادلة (أو غير قطبیة) إلى التأثیر على السحابة الإلكترونیة للجسیم غیر القطبي بحیث تكون كثافتھا حول الجسيم متفاوتة فتكون عالية فى ناحية ومنخفضة فى الناحية المعاكسة كما یتضح من الشكل (6) وفي كلا الحالتین فإن الجسم المتعادل وغير القطبي يكتسب الصفة القطبية عن طريق الحث مما يؤدي إلى نشوء تجاذب بين القطب المستحث والأیون (أو الجزيء القطبي) الذي قام بعملیة الحث .



س: ما العوامل المؤثرة على قوة التجاذب فیما بین القطب المستحث والأیون ( أو الجزيء القطبي) الذي قام بعملیة الحث؟

١- مقدار ھذه القوة یتناسب طردیاً مع مدى السهولة التى يمكن بها حدوث عملية الحث والتي تعتمد بدورها على المدى المتاح للسحابة الالكترونية للجسيم المتعادل غير الأيوني ليمتد تأثيرها وفعلها عليه وهو ما يسمى بقابلية الإستقطاب (Polarizability) والتي تكون عالية فى حالة الجسيمات ذات العدد الأعلى من الإلكترونات أولا والمتمیزة بسعة انتشار سحابتھا الإلكترونیة ثانیاً .

٢ - كذلك تتناسب عكسیاً مع القوة الرابعة للمسافة الفاصلة بین مركزي الجسمین 
(d4)  


س: متى تكون قابلیة الإستقطاب عالیة (Polarizability)  ؟

١- في حالة الجسیمات ذات العدد الأعلى من الإلكترونات.
٢- في حالة الجسیمات المتمیزة بسعة انتشار سحابتھا الإلكترونیة.


المراجع : قوى التجاذب بين أيون وجزيء ثنائي القطب Ion-Dipole Attractive Forces - الفصل الثالث "الحالة السائلة " من كتاب أسس الكيمياء العامة والفيزيائية GENERAL AND PHYSICAL CHEMISTRY - الجزء الأول  للمؤلف / عمر بن عبدالله الهزازي أستاذ قسم الكيمياء - كلية العلوم التطبيقية - جامعة أم القرى