ماء هو الجزيء القطبي ويعمل أيضًا كمذيب قطبي. عندما يقال أن نوعًا كيميائيًا "قطبي" ، فهذا يعني أن الشحنات الكهربائية الإيجابية والسلبية لا تتوزع بشكل متساوٍ. تأتي الشحنة الموجبة من النواة الذرية ، بينما توفر الإلكترونات الشحنة السالبة. إن حركة الإلكترونات هي التي تحدد القطبية. إليك كيفية عمل الماء.
قطبية جزيء الماء
ماء (ح2يا) قطبي بسبب الشكل المنثني للجزيء. يعني الشكل أن معظم الشحنة السالبة من الأكسجين على جانب الجزيء والشحنة الموجبة لذرات الهيدروجين على الجانب الآخر من الجزيء. هذا مثال على التساهمية القطبية رابطة كيميائية. عند إضافة المواد المذابة إلى الماء ، قد تتأثر بتوزيع الشحن.
السبب في أن شكل الجزيء ليس خطيًا وغير قطبي (على سبيل المثال ، مثل CO2) بسبب الاختلاف في كهرسلبية بين الهيدروجين والأكسجين. تبلغ القيمة الكهرومغناطيسية للهيدروجين 2.1 ، بينما تبلغ الكهروسالبية للأكسجين 3.5. ال كلما قل الفرق بين قيم السالبية الكهربائية ، كلما زادت احتمالية تشكل الذرات تساهمية كفالة. يظهر فرق كبير بين قيم السالبية الكهربائية مع الروابط الأيونية. يعمل كل من الهيدروجين والأكسجين كلافلزات في الظروف العادية ، لكن الأكسجين يعمل بشكل جيد أكثر قليلاً من الكهربي من الهيدروجين ، لذلك تشكل الذرتان رابطة كيميائية تساهمية ، لكنها قطبي.
تجذب ذرة الأكسجين الكهروستاتيكية العالية الإلكترونات أو الشحنة السالبة إليها ، مما يجعل المنطقة المحيطة بالأكسجين أكثر سلبية من المناطق حول ذرتي الهيدروجين. يتم ثني الأجزاء الموجبة كهربائيًا من الجزيء (ذرات الهيدروجين) بعيدًا عن مداري الأكسجين الممتلئين. بشكل أساسي ، تنجذب ذرتا الهيدروجين إلى نفس الجانب من ذرة الأكسجين ، لكنهما بعيدتان عن بعضهما البعض لأن ذرات الهيدروجين تحمل شحنة موجبة. التشكل المنحني هو التوازن بين الجاذبية والتنافر.
تذكر أنه على الرغم من أن الرابطة التساهمية بين كل هيدروجين وأكسجين في الماء قطبية ، فإن جزيء الماء هو جزيء محايد كهربائيًا بشكل عام. يحتوي كل جزيء ماء على 10 بروتونات و 10 إلكترونات ، لشحنة صافية تساوي 0.
لماذا الماء مذيب قطبي
يؤثر شكل كل جزيء ماء على الطريقة التي يتفاعل بها مع جزيئات الماء الأخرى ومع المواد الأخرى. يعمل الماء كقطب مذيب لأنه يمكن أن ينجذب إما إلى شحنة كهربائية موجبة أو سالبة في المذاب. تجذب الشحنة السالبة الطفيفة بالقرب من ذرة الأكسجين ذرات الهيدروجين القريبة من الماء أو المناطق المشحونة بإيجابية من الجزيئات الأخرى. يجذب جانب الهيدروجين الإيجابي قليلاً لكل جزيء ماء ذرات الأكسجين الأخرى ومناطق ذات جزيئات سالبة من الجزيئات الأخرى. ال رابطة هيدروجينية بين هيدروجين جزيء الماء والأكسجين لآخر يحمل الماء معًا ويعطيه خصائص مثيرة للاهتمام ، ولكن روابط الهيدروجين ليست قوية مثل الروابط التساهمية. بينما تنجذب جزيئات الماء لبعضها البعض عن طريق الترابط الهيدروجيني ، فإن حوالي 20٪ منها حرة في أي وقت للتفاعل مع الأنواع الكيميائية الأخرى. هذا التفاعل يسمى الترطيب أو الذوبان.