Molekulen arteko loturei buruzko galdera-adibideak eta eztabaida
Molekulen arteko loturak gai erabakigarria dira kimikan, batez ere substantzien propietate fisiko eta kimikoak ulertzeko. Molekulen arteko loturek Londresko dispertsio-indarrak, dipolo-dipolo indarrak eta hidrogeno-loturak barne hartzen dituzte. Lotura mota horietako bakoitza sakonki ulertzea eta nola elkarreragiten duten funtsezkoa da substantzien portaera hainbat baldintzatan aurreikusteko. Artikulu honek hainbat arazo-adibide eta haien irtenbideak aztertuko ditu kontzeptu hau argitzen laguntzeko.
1. Londresko estiloa (sakabanaketa indarrak)
Londresko indarrak van der Waals indarren mota ahulenak dira. Molekula baten elektroi-hodeian elektroien banaketa une batez irregularra bihurtzen denean sortzen diren aldi baterako dipoloen arteko elkarrekintzatik sortzen dira.
1. galderaren adibidea:
Galdera:
Bi molekula ez-polar, esaterako He eta Ne, biek dituzte Londresko indarrak bien artean. Ne He baino handiagoa dela kontuan hartuta, azaldu zeinek dituen Londresko indar indartsuagoak, eta zergatik?
Eztabaida:
Londresko indarrak are esanguratsuagoak dira molekula bateko elektroi kopurua handitzen den heinean, honek polarizagarritasuna handitzen baitu. Neonak (Ne) elektroi gehiago ditu (10) Helioak (He) baino, azken honek 2 elektroi baino ez baititu. Beraz, Ne molekulek elektroi-hodei handiagoa dute eta errazago polarizatzen dira He baino. Ondorioz, Ne molekulen arteko Londresko indarrak He molekulen artekoak baino indartsuagoak izango dira.
2. Dipolo-dipolo indarra
Dipolo-dipolo indarrak molekula polarretan gertatzen dira, non molekula baten karga positibo partziala beste molekula baten karga negatibo partzialarekin elkarreragiten duen.
2. galderaren adibidea:
Galdera:
Bi molekula polarrek, HCl eta HF-k, dipolo-dipolo indarrak dituzte. HCl eta HF artean, zeinek ditu dipolo-dipolo indar indartsuagoak eta zergatik?
Eztabaida:
HF molekulek HCl baino dipolo-dipolo indar sendoagoak dituzte. Hau fluorraren (F) elektronegatibotasuna oso altua delako da, eta H eta F arteko elektronegatibotasun aldea H eta Cl artekoa baino handiagoa delako. Horrek HF molekulan dipolo sendoagoa sortzen du HCl-n baino. Beraz, HF molekulen arteko dipolo-dipolo indarrak HCl artekoak baino sendoagoak dira.
3. Hidrogeno loturak
Hidrogeno lotura dipolo-dipolo indar mota berezi bat da eta F, O edo N bezalako atomo oso elektronegatibo bati (adibidez, F) lotutako hidrogeno atomo batek beste atomo oso elektronegatibo bateko elektroi bikote bakarti batekin elkarreragiten duenean gertatzen da.
3. galderaren adibidea:
Galdera:
Demagun hiru substantzia hauek: ura (H₂O), metanola (CH₃OH) eta etanola (C₂H₅OH). Zehaztu zeinek duen hidrogeno lotura sendoena, eta zergatik?
Eztabaida:
Aipatutako substantzia guztiek hidrogeno loturak sor ditzakete, –OH taldeak dituztelako. Hala ere, hidrogeno lotura baten indarra ez da soilik –OH taldearen presentziaren araberakoa, baita hidrogeno loturak sortzeko gai diren guneen kopuruaren eta kokapenaren araberakoa ere.
– Urak (H₂O) lau hidrogeno lotura sor ditzake (bi emaile gisa H atomoaren bidez eta bi hartzaile gisa O-ko elektroi bikote bakartiaren bidez).
– Metanolak (CH₃OH) eta etanolak (C₂H₅OH) bi hidrogeno lotura osa ditzakete bakoitzak (bat emaile gisa H-ren bidez eta bestea hartzaile gisa O-ren bikote bakartiaren bidez).
Beraz, urak (H₂O) ditu hidrogeno lotura gehien sortzeko ahalmena, eta, beraz, ditu hidrogeno lotura sendoenak.
4. Londresko Indarraren eta Dipolo-Dipolo Indarraren konbinazioa
Substantzia batzuetan, London eta dipolo-dipolo indarren konbinazioa gerta daiteke eta molekulen arteko elkarrekintzen indar osoari lagun diezaioke.
4. galderaren adibidea:
Galdera:
Konparatu kloroformoaren (CHCl₃) eta karbono tetrakloruroaren (CCl₄) irakite-puntuak, eta azaldu London indarren eta dipolo-dipolo indarren eginkizuna honetan.
Eztabaida:
– Kloroformoa (CHCl₃) molekula polarra da, dipolo momentu osoa duena, H atomoekiko elektroien banaketa asimetrikoagatik.
– Karbono tetrakloruroa (CCl₄) molekula ez-polarra da, bere elektroi banaketa simetrikoa duelako, Cl atomo oso elektronegatiboa izan arren.
CHCl₃-ko dipolo-dipolo indarrak handiak izango dira molekularen polaritatea dela eta, eta Londresko indarrak, berriz, esanguratsuak izango dira bi molekuletan, nahiz eta CCl₄ apur bat handiagoa izan eta elektroi-hodei polarizagarriagoa izan.
Hala ere, CHCl₃-n Londresko indarren eta dipolo-dipolo indarren konbinazioak CCl₄ baino irakite-puntu altuagoa izatea eragiten du, pisu molekular konparagarriak izan arren.
5. Ioi-Dipolo Elkarrekintzak
Ioi-dipolo elkarrekintzak garrantzitsuak dira gatzak uraren moduko disolbatzaile polarretan disolbatzeko. Atal honek ioien kargaren eta disolbatzaile molekularen dipoloekiko hurbiltasunaren garrantzia azpimarratzen du.
5. galderaren adibidea:
Galdera:
Zergatik disolbatzen dira erraz sodio kloruroa (NaCl) bezalako gatzak uretan?
Eztabaida:
Sodio kloruroa Na⁺ eta Cl⁻ ioiez osatuta dago. Ura (H₂O) molekula polarra da, oxigenoan karga negatibo partziala eta hidrogenoan karga positiboa duena. NaCl uretan disolbatzen denean, Na⁺ ioiek ur molekularen oxigeno muturrarekin elkarreragiten dute, eta Cl⁻ ioiek, berriz, hidrogeno muturrarekin. Ioi-dipolo interakzio hauek nahikoa indartsuak dira NaCl kristaleko indar ionikoak gainditzeko, gatza disoziatu eta disolbatzea ahalbidetuz.
Itxiera
Molekulen arteko lotura mota desberdinak ulertzea, hala nola Londresko indarrak, dipolo-dipolo elkarrekintzak, hidrogeno loturak eta ioi-dipolo elkarrekintzak, ezinbestekoa da substantzien propietate fisiko eta kimikoak aurreikusteko eta azaltzeko. Artikulu honetan aurkeztutako adibideek eta eztabaidek molekulen arteko loturen oinarrizko kontzeptuak indartzeko eta ikuspegi argiagoa ematea espero dugu. Ezagutza hau ez da soilik zientzia teorikoan garrantzitsua, baita aplikazio praktikoetan ere, hala nola materialen ingeniaritzan, farmazian eta ingurumen zientzian.
