Seperti yang Anda ketahui, kimia mempelajari struktur dan sifat zat, serta transformasi timbal baliknya. Tempat penting dalam karakterisasi senyawa kimia ditempati oleh pertanyaan tentang jenis partikel apa yang terdiri darinya. Itu bisa berupa atom, ion, atau molekul. Dalam padatan, mereka memasuki simpul kisi kristal. Struktur molekul memiliki jumlah senyawa yang relatif kecil dalam bentuk padat, cair, dan gas.
Dalam artikel kami, kami akan memberikan contoh zat yang dicirikan oleh kisi-kisi kristal molekuler, dan juga mempertimbangkan beberapa jenis interaksi antarmolekul yang berkarakteristik padat, cair, dan gas.
Mengapa Anda perlu mengetahui struktur senyawa kimia
Dalam setiap cabang pengetahuan manusia, seseorang dapat memilih sekelompok hukum dasar yang menjadi dasar pengembangan ilmu pengetahuan lebih lanjut. dalam kimia- ini adalah teori M. V. Lomonosov dan J. D alton, menjelaskan struktur atom dan molekul materi. Seperti yang telah ditetapkan oleh para ilmuwan, mengetahui struktur internal, adalah mungkin untuk memprediksi sifat fisik dan kimia senyawa tersebut. Seluruh jumlah besar zat organik yang disintesis secara artifisial oleh manusia (plastik, obat-obatan, pestisida, dll.) memiliki karakteristik dan sifat yang telah ditentukan sebelumnya yang paling berharga untuk kebutuhan industri dan rumah tangganya.
Pengetahuan tentang ciri-ciri struktur dan sifat-sifat senyawa sangat dibutuhkan ketika melakukan bagian kontrol, tes dan ujian dalam pelajaran kimia. Misalnya, dalam daftar zat yang diusulkan, temukan jawaban yang benar: zat apa yang memiliki struktur molekul?
- Seng.
- Magnesium oksida.
- Berlian.
- Naphthalene.
Jawaban yang benar adalah: seng memiliki struktur molekul, seperti halnya naftalena.
Gaya interaksi antarmolekul
Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa struktur molekul adalah karakteristik zat dengan titik leleh rendah dan kekerasan rendah. Bagaimana seseorang dapat menjelaskan kerapuhan kisi kristal dari senyawa ini? Ternyata, semuanya tergantung pada kekuatan pengaruh gabungan partikel yang terletak di simpulnya. Ini memiliki sifat listrik dan disebut interaksi antarmolekul atau gaya van der Waals, yang didasarkan pada pengaruh molekul bermuatan berlawanan - dipol - satu sama lain. Ternyata ada beberapa mekanisme pembentukannya,tergantung pada sifat zat itu sendiri.
Asam sebagai senyawa penyusun molekul
Larutan sebagian besar asam, baik organik maupun anorganik, mengandung partikel polar yang berorientasi relatif satu sama lain dengan kutub yang bermuatan berlawanan. Misalnya, dalam larutan asam klorida HCI ada dipol, di mana interaksi orientasi terjadi. Dengan peningkatan suhu, molekul hidroklorida, hidrobromik (HBr) dan asam yang mengandung halogen lainnya memiliki penurunan efek orientasi, karena gerakan termal partikel mengganggu daya tarik timbal balik mereka. Selain zat di atas, sukrosa, naftalena, etanol dan senyawa organik lainnya memiliki struktur molekul.
Bagaimana partikel bermuatan induksi dihasilkan
Sebelumnya, kita telah membahas salah satu mekanisme aksi gaya Van der Waals, yang disebut interaksi orientasi. Selain zat organik dan asam yang mengandung halogen, hidrogen oksida, air, memiliki struktur molekul. Dalam zat yang terdiri dari non-polar, tetapi rentan terhadap pembentukan dipol, molekul, seperti karbon dioksida CO2, seseorang dapat mengamati munculnya partikel bermuatan yang diinduksi - dipol. Sifat terpenting mereka adalah kemampuan untuk menarik satu sama lain karena munculnya gaya tarik-menarik elektrostatik.
Struktur molekul gas
Pada subpos sebelumnya, kami menyebutkan senyawa karbon dioksida. Masing-masing atomnya menciptakan medan listrik di sekitarnya, yang menginduksipolarisasi per atom dari molekul karbon dioksida di dekatnya. Itu berubah menjadi dipol, yang, pada gilirannya, menjadi mampu mempolarisasi partikel CO2 lainnya. Akibatnya, molekul tertarik satu sama lain. Interaksi induktif juga dapat diamati pada zat yang terdiri dari partikel polar, namun dalam hal ini jauh lebih lemah daripada gaya orientasi van der Waals.
Interaksi dispersi
Baik atom itu sendiri maupun partikel yang menyusunnya (nukleus, elektron) mampu melakukan gerakan rotasi dan osilasi terus menerus. Ini mengarah pada munculnya dipol. Menurut penelitian mekanika kuantum, terjadinya partikel sesaat yang bermuatan ganda terjadi baik pada zat padat maupun zat cair secara serempak, sehingga ujung-ujung molekul yang terletak didekatnya ternyata dengan kutub yang berlawanan. Hal ini menyebabkan daya tarik elektrostatik mereka, yang disebut interaksi dispersi. Ini adalah karakteristik dari semua zat, kecuali yang berada dalam keadaan gas, dan yang molekulnya monoatomik. Namun, gaya van der Waals dapat muncul, misalnya, selama transisi gas inert (helium, neon) ke fase cair pada suhu rendah. Dengan demikian, struktur molekul benda atau cairan menentukan kemampuannya untuk membentuk berbagai jenis interaksi antarmolekul: orientasi, induksi atau dispersi.
Apa itu sublimasi
Struktur molekul padatan, seperti kristal yodium,menyebabkan fenomena fisik yang menarik seperti sublimasi - penguapan molekul I2 dalam bentuk uap ungu. Itu terjadi dari permukaan zat dalam fase padat, melewati keadaan cair.
Eksperimen visual spektakuler ini sering dilakukan di kelas kimia sekolah untuk mengilustrasikan fitur struktural kisi kristal molekuler dan sifat senyawa terkait. Biasanya ini adalah kekerasan rendah, titik leleh dan titik didih rendah, konduktivitas termal dan listrik yang buruk, dan volatilitas.
Penggunaan pengetahuan praktis tentang struktur zat
Seperti yang telah kita lihat, korelasi tertentu dapat dibuat antara jenis kisi kristal, struktur dan sifat senyawa. Oleh karena itu, jika karakteristik suatu zat diketahui, maka cukup mudah untuk memprediksi fitur struktur dan komposisi partikelnya: atom, molekul, atau ion. Informasi yang diperoleh juga dapat berguna jika dalam tugas-tugas kimia perlu dengan benar memilih zat yang memiliki struktur molekul dari kelompok senyawa tertentu, tidak termasuk yang memiliki jenis kisi atom atau ion.
Merangkum, kita dapat menyimpulkan sebagai berikut: struktur molekul benda padat, dan struktur spasial kisi kristal, dan susunan partikel terpolarisasi dalam cairan dan gas bertanggung jawab penuh atas sifat fisik dan kimianya. Secara teoritis, sifat-sifat senyawa,mengandung dipol tergantung pada besarnya gaya interaksi antarmolekul. Semakin tinggi polaritas molekul dan semakin kecil jari-jari atom yang menyusunnya, semakin kuat gaya orientasi yang muncul di antara mereka. Sebaliknya, semakin besar atom yang menyusun molekul, semakin tinggi momen dipolnya, dan, oleh karena itu, semakin besar gaya dispersinya. Dengan demikian, struktur molekul padatan juga mempengaruhi gaya interaksi antar partikelnya - dipol.
