Ə. A.ƏLBƏndov


Oriyentasiya (və ya dipol-dipol təsir) qüvvəsi



Yüklə 6,87 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə12/62
tarix31.01.2017
ölçüsü6,87 Mb.
#6788
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   62

Oriyentasiya (və ya dipol-dipol təsir) qüvvəsi. 

Oriyentasiya 

təsir qüvvəsi polyar molekullar arasında əmələ gəlir. Molekullar 

öz  ölçülərindən  böyuk,  başqa  sözlə,  bir  neçə  nanometr  tərtibli 

məsafədə  bir-birini  eyni  adlı  qütbləri  ilə  cəzb,  müxtəlif  adlı 

qütbləri  ilə  isə  dəf  etdiyindən  müxtəlif  adlı  qütbləri  boyunca 

oriyentasiya  edirlər  (şək.3.1,  a).  Bu  zaman  müxtəlif  adlı 

qütblərin qarşılıqlı cəzbetmə quvvəsi, bir-birindən aralı yerləşən 

eyni  adlı  qütblər  arasında  meydana  çıxan  dəfetmə  qüvvəsi  ilə 

qismən  neytrallaşdığından  molekullar  arasında  cəzbetmə  qüv-

vəsi meydana çıxır. Bunun nəticəsi olaraq molekullar bir-birilə 

az və ya çox dərəcədə əlaqələnmiş olur (şək.3.1, b).     

Molekulların polyarlıq dərəcəsi nə qədər çox olarsa, oriyen-

tasiya qüvvəsi  bir o qədər güclü olar. Temperatur molekulların 

istilik hərəkətlərini gücləndirdiyindən onun artması oriyentasiya 

qüvvəsinin zəifləməsinə səbəb olur. 



Đnduksiya qüvvəsi.

 Polyar molekullar arasında yaranan ori-

yentasiya  qüvvəsi,  yəni  molekulların  müxtəlif  adlı  qütblərinin 

bir-birini  cəzb,  eyni  adlı  qütblərinin  bir-birini  dəf  etməsi 



 

113


molekulların  ilkin  dipolluğunun  artmasına  (şək.  3.2,  c),  polyar  

molekulun  qeyri-polyar  molekulaya  elektrostatik  təsiri  (3.2,  a

isə sonuncuda dipolluğun (şək. 3.2, b) meydana çıxmasına səbəb 

olur. Molekulların elektrik sahələrinin qarşılıqlı təsiri nəticəsin-

də yaranan belə dipolluq induksiyalanmiş dipolluq adlanır.  

 

  a

   +     –        +      –                        

 

  b     +       –  +      –                a    +     –        



                                                                             

      +       –    +        –            b    +       –     +     – 

 

     Şəkil 3.1.Đki polyar molekulun          Şəkil 3.2. Polyar və qeyri-polyar 

                     qarşılıqlı təsir sxemi           molekulun  qarşılıqlı təsir  sxemi                          

 

Đnduksiya qüvvəsi polyar molerkullar arasında oriyentasiya 



qüvvəsi ilə  yanaşı əlavə cəzbetmə qüvvəsinin, polyar və qeyri-

polyar  molekullar  arasında  isə  cazibə  qüvvəsinin  yaranmasına 

səbəb  olur.  Đnduksiya  qarşılıqlı  təsir  enerjisi  molekulların  pol-

yarlaşma qabiliyyətləri ilə düz mütənasibdir. Đnduksiya qüvvəsi 

oriyentasion qüvvə ilə müqayisədə kifayət qədər zəifdir. Orien-

tasiya  qüvvəsindən  fərqli  olaraq  temperaturdan  asılı  deyildir. 

Đnduksiya  qüvvəsi  oriyentasiya  qüvvəsi  ilə  müqayisədə  xeyli 

zəif qüvvədir. 



Dispersiya  (London)  qüvvəsi.

  Oriyentasiya  və  dispersiya 

qüvvələri  polyar,  polyar  və  qeyri-polyar  molekullardan  təşkil 

olunmus  sistemlərdə  molekullararası  ilişmə  qüvvələrini  izah 

etməyə imkan verdiyi halda, təsirsiz qazların,  H

2

, O



2

, N


2

, Cl


2

CH



4

, CO


2

 və s. bu tipli qeyri-polyar molekullardan təşkil olun-

muş  maddələrin  maye  və  bərk  hala  keçməsini  isə  bu  qüvvələr 

əsasında izah etmək mümkün deyildir. Qeyri-polyar molekullar-

dan ibarət qazların maye və bərk halının mövcudluğu müəyyən 

şəraitdə belə molekullar arasında cəzbetmə qüvvəsinin mövcud-

luğunu göstərir. Bu qüvvə dispersiya və ya bu quvvənin ilk dəfə 

izahını  irəli  sürmüş  F.Londonun  (1873,  Hollandiya)  şərəfinə 

– 



 

114


– 

– 



olaraq london qüvvəsi adlanır. Elektronların nüvə ətrafında fasi-

ləsiz fırlanması və nüvələrin rəqsi hərəkətlərinin nəticəsi olaraq 

atomlarda  elektronların  və nüvələrin  yük mərkəzləri ani  yerdə-

yişmələrə məruz qalır. Nəticədə molekullarda ani yaranan və ani 

sönən  polyarlıq  və  ya  dipolluq  meydana  çıxır.  Meydana  çıxan 

ani  dipollar  qonşu  molekullarda  induksiyalanmış  ani  dipolluğu 

meydana  çıxarir.  Ani  dipolların  sinxron  yaranması  molekullar 

arasında  cazibə  qüvvəsinin  meydan  çıxmasına  səbəb  olur 

(şək.3.3). 

  

                      



                                                             +   –    +   – 

 

Şəkil 3.3. Molekulların dispersia 

təsiri sxemi 

 

Dispersiya qarşılıqlı təsir enerjisi molekulların polyarlaşma 



qabiliyyəti ilə düz, qarşılıqlı təsirdə olan hissəciklərin mərkəzlə-

ri arasındakı məsafə ilə tərs mütənasibdir. Qeyri-polyar molekul-

lar üçün dispersiya qüvvəsi vandervaals qüvvələri içərisində tə-

sir edən  yeganə qüvvədir (cəd.3.1). 



Vandervaals təsir enerjisi. 

Vandervaals qüvvələrinin bütün 

növləri qarşılıqlı təsirdə olan molekulların mərkəzləri arasındakı 

məsafədən altıncı dərəcədə tərs mütənasibdir. Molekullar bir-bi-

rinə  olduqca  yaxın  olduqda  onlar  arasında  on  ikinci  dərəcədən 

molekullararası məsafə ilə tərs mütənasib olan dəfetmə qüvvəsi 

yaranır.  Odur  ki,  vandervaals  qarşılıqlı  təsir  enerjisinin  yekun 

qiyməti E



v

 

molekullararası məsafədən l



v

 aşağıdakı asılılığa ma-

likdir: 

                          E

v

 

=

12



6

v

v

l

b

l

+

                                          3.1 

Burada a və b sabit kəmiyyətlərdir. 

Cədvəl  3.1-dən  görünür  ki,  Ar–Xe  və  HCl–HI  sırası  üzrə 

molekulların ölçülərinin artması ilə onların polyarlaşma qabiliy-

yəti və dispersiya cazibə qüvvəsi artır. Yüksək polyarlığa malik 



 

115


molekullardan ibarət sistemlərdə vandervaals qüvvələri içərisin-

də  oriyentasiya  qüvvələri  əsas  rol  oynayır.  Yekun  vandervaals 

təsir enerjisi 1-2 tərtib kimyəvi rabitə enerjisindən kiçikdir. 

 

Cədvəl 3.1.Vandervaals qüvvələrinin ayrı-ayrı tərkib hissələrinin 

molekullararası qarşılıqlı təsir enerjisində payı 

 

 

 

Maddə 

Dipol 

momen-

ti,

µ

 



Polyar- 

laşma 

qab-ti, 

M

3

. 10

30 

Qarşılıqlı təsir enerjisi, 

kC/mol 

Qayna- 

ma tem-

peraturu, 



 

Ori-

yen- 

tasiya 

 

Đn-

duk- 

siya 

Dis 

per- 

siya 

Ye-

kun 

 

H





0,8 





0,17 

0,17 

2,02 

Ar 



1,64 





8,5 

8,5 

76 

Xe 



4,16 





18,4 

18,4 

167 

HCl 

1,03 

2,64 

3,3 

10 

16,8 

21,1 

188 

HBr 

0,78 

3,62 

1,1 

0,70 

28,5 

30,3 

206 

HĐ 

0,38 

5,42 

0,6 

0,3 

60,6 

61,5 

238 

NH



1,52 

2,23 

13,.3 

1,5 

14,7 

29,5 

239,6 

 

Vandervaals  təsirdə  sistemin  maksimum  davamlılığına  ca-



vab  verən  molekullararası  tarazlıq  məsafələri  0,4-0,5  nm  təşkil 

edir  ki,  bu  da  kimyəvi  rabitənin  uzunluğundan  kifayət  qədər 

çoxdur.  

Vandervaals qüvvələrı hesabına meydana çıxan molekulyar 

qəfəsli maddələr olduqca çoxdur. Bunlara bərk oksigeni, azotu, 

halogenlərı,  hidrogen  halogenidləri,  karbon  qazını,  kükürdü  və 

bir çox üzvi  maddələri misal göstərə bilərik. Molekulyar qəfəsli 

kristal maddələrin fiziki xassələri vandervaals qüvvələri ilə xa-

rakterizə  olunduğundan  onlar  aşağı  ərimə  və  qaynama  tem-

peraturları və az bərkliklə xarakterizə olunurlar. 



Vandervaals  radiusları.

  Qeyd  etdiyimiz  kimi  molekullar-

dan  təşkil  olunmuş  maddələrin  kondensləşmiş  halı  vandervaals 

qüvvələri hesabına mümkün olur. Belə maddələrdə iki qoşa mo-

lekulun  atomlarının  nüvələri  arasındakı  məsafəni  ölçməklə  bu 

atomların  vandervaals  radiuslarını  müəyyən  edirlər.  Eyni  tipli 



 

116


molekullardan  təşkil  olunmuş  maddələr  üçün  bu  radius  göstə-

rilən məsafənin yarısına bərabərdir. Aşağıda bir sıra elementlə-

rin vandervaals radiuslarının qiymətləri verilmşdir: 

     


    Element:         N;   P;   As;   Sb;   F;     Cl;     Br;    I;     He; 

Vander. rad.A

0

: 1,5; 1,9; 2,0;  2,2;  1,40; 1,80; 1,95; 2,15; 1,40; 



                    Ne;       Ar;       Kr;       Xe; 

                    1,54;    1,92:     1,98      2,18 

 

Elementlərin  vandervaals  radiusları  onların  kovalent  radi-



usları  ilə  müqayisədə  xeyli  böyük  olur.  Məsələn,  kristallik 

bromun  kovalent  radiusu  1,15A

0

  olduğu  halda,  vandervaals 



radiusu 1,95 A

0

-ə bərabərdir. 



 

 

3.2. HĐDROGEN  RABĐTƏSĐ 



 

Bir  molekulun  müsbət  polyarlaşmış  hidrogen  atomu  ilə  di-

gər  (və  ya  eyni)  molekulun  elektromənfi  atomu  (F,  O,  N,  az 

hallarda  Cl  və  S)  arasında  yaranan  rabitə  hidrogen  rabitəsi 

adlanır.  

Hidrogen  rabitəsinin  əmələ  gəlməsi  daxili  elektron  təbəqə-

sinə malik olmayan, çox kiçik ölçüyə malik müsbət polyarlaşmış 

hidrogen atomunun səciyyəvi xassələri ilə əlaqədardır. Göstəri-

lən xassələrlə əlaqədar müsbət polyarlaşmış hidrogen atomu heç 

bir müsbət yüklü hissəciyin (məsələn, Li

+

, Na


+

) yaxınlaşa bilmə-

diyi dərəcədə digər atomlara yaxınlaşma qabiliyyətinə malikdir. 

Odur ki, hidrogen rabitəsinin əmələ gəlməsi prosesində müsbət 

polyarlaşmış  hidrogen  atomu  mənfi  polyarlaşmış  atomun  elek-

tron buluduna daxil olaraq onunla donor-akseptor xarakterli ra-

bitə əmələ gətirir. Hidrogen rabitəsi adətən «...» və ya «---» şək-

lində gostərilir. 

Qeyd etmək lazımdır ki, hidrogen rabitəsinin davamlılığının 

artmasında oriyentasiya və dispersiya qüvvələri də müəyyən rol 

oynayır. 


 

117


Hidrogen  rabitəsi  molekullararası  və  molekuladaxili  hid-

rogen rabitəsinə ayrılır. 



Molekullararası hidrogen rabitəsı.

 Hidrogen rabitəsi  eyni 

və  habelə  müxtəlif  molekullar  arasında  əmələ  gələ  bilər.  Belə 

hidrogen  rabitəsi  molekullararası  hidrogen  rabitəsi  adlanır. 

Ümumi  halda  molekullararası  hidrogen  rabitəsini  sxematik 

olaraq aşağıdakı kimi göstərə bilərik: 

 

 

                    A 



      

H  + A     H    →  A    H   A     H 

                            

                    A

       

H   +  B


 

   H    → A    H   B    H               

 

Məsələn, HF, H



2

O və HF molekulları arasında əmələ gələn 

hidrogen  rabitəsini  sxematik  olaraq  aşağıdakı  kimi  təsvir  edə 

bilərik:                     

                          

                           

                    F     H + F     H  →   F     H    F     H     

                                                     

                                        

                                         H     

               H 

                    F     H + O              F     H   O                             

                                         H                           H                                            

    

 

Molekuldaxili  hidrogen  rabitəsi. 

Hidrogen  rabitəsi  eyni 

molekul daxilində də əmələ gələ bilər. Misal olaraq o-nitrofenol 

və salisil aldehidi molekullarında uyğun  olaraq  –OH və –NO

2



–COH  və  –OH  qrupları  arasında  hidrogen  rabitəsinin  əmələ 



gəlməsini təsvir edək: 

··

· 



··

 



··· 

 

δ



    δ


+

    δ


    δ


+

      


    

 

                              δ



+

 

        δ



     δ


+

   2δ


      


                              δ

+

  



    

δ



     δ

+

     δ



     δ


+

      


    

δ



    δ

+

       δ



    δ


+

      


    

··

· 



 

118


 



 

                                                                                  

 

                         O                                                        C 



                               H                                                         O 

                                

                                O                                                         H 

                        N                                                         O 

                               O  

 

       o-nitrofenol                                 salısil aldehidi       



 

Molekuldaxili  hidrogen  rabitəsinə  malik  molekullar  digər 

molekullarla hidrogen rabitəsi əmələ gətirə bilməz. Odur ki, mo-

lekuldaxili  hidrogen  rabitəsınə  malik  birləşmələr  assosiatlar 

əmələ  gətirmirlər,  molekullararası  rabitə  əmələ  gətirən  izomer-

ləri ilə müqayisədə daha uçucu olmaqla yanaşı, aşağı özüllüyə, 

ərimə və qaynama temperaturlarına malik olurlar.  

Hidrogen  rabitə  enerjisi. 

Hidrogen rabitə enerjisi kimyəvi 

rabitə enerjisindən az, vandervaals qüvvələri enerjisindən isə ki-

fayət  qədər  böyükdür.  Hidrogen  rabitə  enerjisi  rabitədə  iştirak 

edən elementlərin elektromənfiliklərinin artması, ölçülərinin isə 

azalması ilə artır. Odur ki, ən davamlı hidrogen rabitələri F, O 

və N atomlarının iştirakı ilə əmələ gəlir.  Bu elementlərin iştirakı 

ilə  yaranan  hidrogen  rabitə  enerjiləri  (kC/mol)  aşağıdakı  ardı-

cıllıqla dəyişir: 

 

 



 –H··· F (25-42) >  – H···O       (13-19)  > – H···N        (8-

21)                          

 

Xlorun elektromənfiliyinin yüksək olmasına baxmayaraq Cl 



atomunun böyük ölçüyə malik olması ilə əlaqədar –H···Cl–  ra-

bitəsi xeyli zəifdir. Hidrogen rabitə enerjisinin kimyəvi rabitə və 

vandervaals qüvvələri enerjiləri arasında aralıq mövqe tutmasını 

bu  rabitələrin  uzunluqlarından  da  aydın  görmək  olar.  Məsələn, 

(HF)



  polimerində  F–H  rabitəsinin  uzunluğu  0,092nm  olduğu 



halda,  F...H  rabitəsinin  uzunluğu  0,14nm  təşkil  edir.  Eləcə  də 



 

119


suda O–H rabitəsinin uzunluğu 0,096nm, O...H rabitəsinin uzun-

luğu isə 0,177nm təşkil edir. 



Hidrogen  rabitəsinin  maddələrin  xassələrinə  təsiri. 

Hid-


rogen rabitəsi nəticəsində molekullar bir-birilə əlaqələnərək po-

limer quruluşlu sistemləri, məsələn, (HF)

n

, dimerlərindən ibarət 



karbon turşularının qapalı quruluşunu və ya buzda hər su mole-

kulu dörd hidrogen rabitəsi əmələ gətirməklə tetraedrik quruluş-

lu daha mürəkkəb konfiqurasiyaları və s. meydana çıxarır. Bu-

nunla əlaqədar olaraq hidrogen rabitəli maddələrin maye halında 

molekullar  assosiasiya  etmiş  şəklində  olurlar,  bərk  halında  isə 

mürəkkəb kristal quruluşlar əmələ gətirirlər. Məsələn: 

                                       

 

                                        O – H...O 



                    CH

3

 –  C                            C– CH



                                        O... H - O 

 

 

                              H                              H 



                             

                              O     H              H      O 

                                               O 

                     H      O ... H               H ... O 

  

                              H                               H 



 

 

Molekullararası hidrogen rabitəsinin əmələ gəlməsi maddə-



lərin xassələrinin əsaslı dərəcədə dəyişməsinə səbəb olur. Bu də-

yişiliklər özünü özəlliyin, dielektrik sabitinin, ərimə və qaynama 

temperaturunun,  ərimə  və  buxarlanma  istiliklərinin  yüksəlmə-

sində  və  s.  göstərir.  Məsələn,  hidrogen  ftorid,  su,  ammonyak 

hidrogen rabitəsinin hesabına anomal yüksək ərimə və qaynama  

temperaturlarına (şək.3.4) malik olurlar. Hidrogen rabitəsi həm-

çinin maddələrin kimyəvi xassələrinə də təsir göstərir.  

 


 

120


 Molekullararası  hidrogen 

rabitəsi suyun və buzun qurulu-

şunda  mühüm  rol  oynayır.  Su-

da molekulların tetraedrik asso-

siasiyalarından  doğan  nizamlı-

lıq  məhəlli  xarakter  daşıdığı 

halda,  kristal  maddə  kimi  buz-

da  su  molekullarının  nizamlı 

tetraedrik düzülüşü kristalı büt-

ün həcm boyu əhatə edərək şə-

bəkəli quruluş  əmələ gətirir.Bu 

quruluşda  şəbəkənin  boşluqla-

rının  ölçüsü  su  molekulunun 

ölçüsündən  xeyli  böyük  olur. 

Buz  əridikdə  hidrogen  rabitə-

lərinin təxminən 10 faizi qırılır, 

bu  isə  molekulların  bir-birinə 

daha da  yaxınlaşmasına və bu-

nunla  əlaqədar  suyun  xüsusi 

çəkisinin buza nisbətən çox ol-

masına səbəb olur. Odur ki, buz suda batmır. Suyun maye halı 

ancaq hidrogen rabitəsi hesabına mümkün olur. Əks təqdirdə su 

adi şəraitdə qaz halında olub 100

0

C-də deyil, 80



0

C-də qaynamalı 

idi. Suyun qaynama və ərimə temperaturunun onun analoqların-

dan (şək.3.4) kəskin fərqlənməsi hidrogen rabitəsi nəticəsində su 

molekullarının  assosiasiya  edərək  əmələ  gətirdiyi  (H

2

O)



n

  aqre-


qatların orta molekul kütləsinin artması ilə bağlıdır.   

Hidrogen rabitəsi həmçinin maddələrin kimyəvi xassələrinə 

də  təsir  göstərir.  Məsələn,  xlorid  turşusu  qüvvətli  turşu  olduğu 

halda, ftorid turşusu zəif turşudur. Bunun səbəbi HF-in hidrogen 

rabitəsi hesabına HF

2



və digər daha mürəkkəb assosiatları əmələ 

gətirməsidir. 



Hidrogen rabitəsinin əhəmiyyəti. 

Hidrogen rabitəsinin çox 

böyük bioloji əhəmiyyəti vardır. Belə ki, məhz hidrogen rabitə-

t

qay.



0



3.4. Hidrogenin bəzi 



birləşmələrinin qaynama 

temperaturu 

 

121


sinin hesabına su maye  halındadır ki, bu da canlı aləmin möv-

cudluğunu  şərtləndirən  əsas  amillərdən  biridir.  Əks  təqdirdə 

canlı  aləm  mövcud  olmazdı.  Hidrogen  rabitəsi  nəticəsində  bu-

zun xüsusi çəkisinin suyun xüsusi çəkisindən az olması okean və 

dənizlərdə, çaylarda və digər su hövzələrində canlı aləmin möv-

cudluğunu müdafiə edir.  



      

     


 

Buzun  xüsusi  çəkisinin  suyun  xüsusi  çəkisindən  böyük  ol-

masını qəbul etmiş olsaq okean və dənizlər aşağı temperturlarda 

dibindən səthinə qədər buzlaşardı kı, bu da suda olan bütün can-

lıların  məhvi  ilə  nəticələnərdi.  Hidrogen  rabitəsi  nəinki  suda, 

eləcə də bir çox kristalhidratlarda, polimerlərdə, zülallarda, canlı 

orqanizmlərdə  özünü  büruzə  verir.  Zülalların  bir  sıra  xassələri 

onlarda  hidrogen  rabitəsinın  varlığı  ilə  əlaqədardır.  Zülalların 

spiralvari quruluşu spiralın ayrı-ayrı həlqələrinin hidrogen rabi-

təsi hesabına stabilləşməsi nəticəsində mövcud olur. Güman edi-

lir ki, hidrogen rabitəsı irsiyyətin mexanizmində əsas rol oyna-

yır. Yaddaşın təsiri molekulyar quruluşlarda məlumatların hidro-

gen rabitəsi hesabına saxlanılması ilə izah olunur.  

               

        

3.3.  KOMPLEKS  BĐRLƏŞMƏLƏR 

 

Kompleks  birləşmələr. 

Bir  çox  valentdoymuş  birləşmələr 

müəyyən şəraitdə öz aralarında qarşılıqlı təsirdə olaraq daha mü-

rəkkəb tərkibli birləşmələri əmələ gətirirlər. Məsələn: 

          


Yüklə 6,87 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   62




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin