แรงระหว่างโมเลกุลมีบทบาทสำคัญในการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารประกอบ ในบล็อกนี้เราจะเจาะลึกว่ากองกำลังเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของ C3B10H13BR ซึ่งเป็นสารประกอบที่เราจัดหา
ทำความเข้าใจกับกองกำลังระหว่างโมเลกุล
แรงระหว่างโมเลกุลเป็นแรงดึงดูดหรือการขับไล่ซึ่งทำหน้าที่ระหว่างอนุภาคใกล้เคียง (อะตอมโมเลกุลหรือไอออน) กองกำลังระหว่างโมเลกุลมีหลายประเภทรวมถึงกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนกองกำลังไดโพล - ไดโพลและพันธะไฮโดรเจน
กองกำลังกระจายตัวของลอนดอนเป็นกองกำลังระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอที่สุดและมีอยู่ในโมเลกุลทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นขั้วหรือขั้วโลก พวกมันเกิดขึ้นจากไดโพลชั่วคราวที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอิเล็กตรอนภายในโมเลกุล ความแข็งแกร่งของกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนขึ้นอยู่กับมวลโมลาร์และพื้นที่ผิวของโมเลกุล โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีอิเล็กตรอนมากขึ้นโดยทั่วไปจะมีกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนที่แข็งแกร่งขึ้น
แรงไดโพล - แรงไดโพลเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลขั้วโลก โมเลกุลขั้วโลกมีช่วงเวลาไดโพลถาวรเนื่องจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนที่ไม่เท่าเทียมกันระหว่างอะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาเทฟที่แตกต่างกัน จุดสิ้นสุดเชิงบวกของโมเลกุลขั้วหนึ่งถูกดึงดูดไปยังจุดสิ้นสุดเชิงลบของโมเลกุลขั้วโลกอื่น
พันธะไฮโดรเจนเป็นปฏิสัมพันธ์แบบไดโพลชนิดพิเศษ - ไดโพลที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมไฮโดรเจนถูกยึดติดกับอะตอมอิเลคโตรเนกาทีฟสูง (เช่นไนโตรเจน, ออกซิเจนหรือฟลูออรีน) พันธะไฮโดรเจนนั้นแข็งแกร่งกว่าแรงไดโพลทั่วไป - แรงไดโพลและส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติของสารประกอบที่เกิดขึ้น
ผลกระทบของแรงระหว่างโมเลกุลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของ C3B10H13BR
จุดหลอมเหลวและเดือด
จุดหลอมเหลวและการเดือดของสารประกอบนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความแข็งแรงของแรงระหว่างโมเลกุล กองกำลังระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่งต้องการพลังงานมากขึ้นในการทำลายทำให้เกิดการหลอมละลายและจุดเดือดที่สูงขึ้น
ในกรณีของ C3B10H13BR การปรากฏตัวของโบรมีน (BR) ในโมเลกุลทำให้มันเป็นขั้ว โบรมีนนั้นมีอิเลคโตรเนกาติกมากกว่าคาร์บอนและไฮโดรเจนสร้างช่วงเวลาไดโพลในโมเลกุล สิ่งนี้ก่อให้เกิดกองกำลังไดโพล - ไดโพลนอกเหนือจากกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนที่มีอยู่เสมอ
กองกำลังกระจายตัวของลอนดอนใน C3B10H13BR ค่อนข้างแข็งแกร่งเนื่องจากมวลโมลาร์ที่ค่อนข้างใหญ่ของโมเลกุล การปรากฏตัวของหลายอะตอม (คาร์บอนโบรอนไฮโดรเจนและโบรมีน) มีส่วนช่วยในการเพิ่มความแข็งแรงของไดโพลชั่วคราว กองกำลังไดโพล - ไดโพลช่วยเพิ่มสถานที่ท่องเที่ยวระหว่างโมเลกุล เป็นผลให้ C3B10H13BR มีจุดหลอมเหลวและเดือดค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับสารประกอบขั้วที่ไม่ได้มีมวลโมลาร์ที่คล้ายกัน
ความสามารถในการละลาย
ความสามารถในการละลายเป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติที่ได้รับอิทธิพลจากกองกำลังระหว่างโมเลกุล กฎทั่วไปคือ "เหมือนละลายเช่น" ซึ่งหมายความว่าสารประกอบขั้วโลกมีแนวโน้มที่จะละลายในตัวทำละลายขั้วโลกและสารประกอบขั้วที่ไม่ใช่ - ละลายในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้วโลก
C3B10H13BR เป็นสารประกอบขั้วโลกมีแนวโน้มที่จะละลายในตัวทำละลายขั้วโลกเช่นน้ำหรือเอทานอล แรงไดโพล - ไดโพลระหว่างโมเลกุล C3B10H13BR และโมเลกุลของตัวทำละลายสามารถเอาชนะแรงระหว่างโมเลกุลภายในตัวถูกละลายและตัวทำละลายทำให้ตัวละลายละลาย อย่างไรก็ตามความสามารถในการละลายอาจถูก จำกัด เนื่องจากส่วนที่ไม่ใช่ขั้วที่ค่อนข้างใหญ่ของโมเลกุล C3B10H13BR (คาร์บอน - โบรอน - เฟรมเวิร์กไฮโดรเจน)
ในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้วโลกความสามารถในการละลายของ C3B10H13BR คาดว่าจะต่ำ โมเลกุลของตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้วสามารถโต้ตอบกับ C3B10H13BR ผ่านกองกำลังกระจายของลอนดอนซึ่งอ่อนแอกว่าแรงไดโพล - ไดโพลภายในโมเลกุล C3B10H13BR
ความหนืด
ความหนืดเป็นตัวชี้วัดความต้านทานต่อการไหลของของเหลว มันเกี่ยวข้องกับความแข็งแรงของแรงระหว่างโมเลกุล กองกำลังระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่งขึ้นนำไปสู่ความหนืดที่สูงขึ้นเนื่องจากโมเลกุลนั้นดึงดูดซึ่งกันและกันอย่างมากและมีปัญหาในการเคลื่อนที่ผ่านกันและกันมากขึ้น
กองกำลังระหว่างโมเลกุลใน C3B10H13BR รวมถึงกองกำลังไดโพล - ไดโพลและกองกำลังกระจายของลอนดอนมีส่วนทำให้เกิดความหนืด หาก C3B10H13BR อยู่ในสถานะของเหลวโมเลกุลจะมีแนวโน้มที่จะเกาะติดกันเนื่องจากแรงเหล่านี้ทำให้มีความทนทานต่อการไหลมากขึ้นเมื่อเทียบกับของเหลวที่ไม่ใช่ขั้วที่มีแรงระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอกว่า
ปฏิกิริยาทางเคมีและแรงระหว่างโมเลกุล
แรงระหว่างโมเลกุลสามารถมีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาทางเคมีของ C3B10H13BR ขั้วของโมเลกุลเนื่องจากการปรากฏตัวของอะตอมโบรมีนสามารถส่งผลกระทบต่อการเกิดปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมี
ช่วงเวลาไดโพลใน C3B10H13BR สามารถทำให้โมเลกุลมีความไวต่อการโจมตีโดยนิวคลีโอไทล์หรืออิเล็กโทรไลต์ ตัวอย่างเช่นอะตอมคาร์บอนเชิงบวกบางส่วนที่อยู่ติดกับอะตอมโบรมีนสามารถถูกโจมตีได้โดยนิวคลีโอไทล์ แรงระหว่างโมเลกุลอาจส่งผลกระทบต่อการวางแนวของโมเลกุลในระหว่างการเกิดปฏิกิริยา หากแรงระหว่างโมเลกุลมีความแข็งแรงโมเลกุลอาจได้รับคำสั่งมากขึ้นซึ่งสามารถเพิ่มหรือขัดขวางปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับกลไกการเกิดปฏิกิริยา
เปรียบเทียบกับสารประกอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง
เพื่อให้เข้าใจถึงบทบาทของกองกำลังระหว่างโมเลกุลใน C3B10H13BR ให้เปรียบเทียบกับสารประกอบโบรอน - คลัสเตอร์อื่น ๆ
98% P - Carborane, Para - Carborane CAS: 20644 - 12 - 6เป็นสารประกอบที่ไม่ใช่ขั้วโลก ส่วนใหญ่จะประสบกับกองกำลังกระจายของลอนดอน เมื่อเปรียบเทียบกับ C3B10H13BR, Para - Carborane มีจุดหลอมเหลวและการเดือดต่ำกว่าเนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลนั้นอ่อนแอลง พฤติกรรมการละลายของมันก็แตกต่างกันเช่นกันเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะละลายในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้วโลก
โซเดียม octahydrotriborate NAB3H8,12007 - 46 - 4เป็นสารประกอบไอออนิก แรงระหว่างโมเลกุลในสารประกอบไอออนิกคือพันธะไอออนิกซึ่งแข็งแกร่งกว่าแรงระหว่างโมเลกุลใน C3B10H13BR โซเดียม octahydrotriborate มีจุดละลายและการเดือดสูงมากและละลายได้สูงในตัวทำละลายขั้วโลกเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างไอออนและโมเลกุลของตัวทำละลายขั้วโลก
Dodecahydro - Arachno - Bis (Diethyl Sulfide) Decaborane, 32124 - 79 - 1, C8B10H32S2เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีมวลโมลาร์ค่อนข้างสูง มันมีกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนที่แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่ขั้วโลกดังนั้นจึงขาดแรงไดโพล - ไดโพลที่มีอยู่ใน C3B10H13BR ความแตกต่างของแรงระหว่างโมเลกุลนี้นำไปสู่คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกันเช่นการละลายและการเกิดปฏิกิริยา
บทสรุป
กองกำลังระหว่างโมเลกุลมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของ C3B10H13BR การรวมกันของกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนและแรงไดโพล - แรงไดโพลกำหนดจุดหลอมละลายและการเดือดความสามารถในการละลายความหนืดและปฏิกิริยา การทำความเข้าใจกองกำลังเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำนายพฤติกรรมของ C3B10H13BR ในการใช้งานต่างๆ
หากคุณมีความสนใจในการซื้อ C3B10H13BR หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติและแอปพลิเคชันโปรดติดต่อเราสำหรับการอภิปรายเพิ่มเติม เรามุ่งมั่นที่จะให้บริการ C3B10H13BR ที่มีคุณภาพสูงและการบริการลูกค้าที่ยอดเยี่ยม
การอ้างอิง
- Atkins, P. , & de Paula, J. (2014) เคมีกายภาพ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
- McMurry, J. (2016) เคมีอินทรีย์ การเรียนรู้ Cengage