شیمی دهم صفحه ۱۰۴ - با هم بیندیشیم
۱- شکل زیر مولکولهای $F_{2}$ و $HCl$ با جرم مولی نزدیک به یکدیگر را در یک میدان الکتریکی نشان میدهد.
آ) کدام یک دارای مولکولهای قطبی است؟ چرا؟
ب) اگر نقطهٔ جوش $F_{2}$ و $HCl$ به ترتیب برابر با $-188^{\circ}C$ و $-85^{\circ}C$ باشد، نیروهای بینمولکولی در کدامیک قویتر است؟ توضیح دهید.
پ) جملهٔ زیر را با خط زدن واژههای نادرست، کامل کنید.
در مواد مولکولی با جرم مولی مشابه/متفاوت، ماده با مولکولهای قطبی/ناقطبی، نقطهٔ جوش بالاتری دارد.
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دهم صفحه ۱۰۴ - با هم بیندیشیم
سلام به شیمیدانهای باهوش! در این فعالیت میخواهیم رابطه بین قطبیت مولکولها و نیروهای جاذبه بین آنها را بررسی کنیم.
**پاسخ بخش آ:**
مولکول **$HCl$** (هیدروژن کلرید) قطبی است.
همانطور که در تصویر سمت راست میبینید، مولکولهای $HCl$ در میدان الکتریکی جهتگیری کردهاند؛ یعنی سرِ مثبت آنها به سمت صفحه منفی و سرِ منفی آنها به سمت صفحه مثبت متمایل شده است.
در مقابل، مولکولهای $F_{2}$ (فلوئور) به صورت نامنظم باقی ماندهاند چون **ناقطبی** هستند و میدان بر آنها اثری ندارد.
**پاسخ بخش ب:**
نیروهای بینمولکولی در **$HCl$** قویتر است.
دلیل آن بالاتر بودن نقطهٔ جوش است؛ هرچه نقطهٔ جوش یک ماده بالاتر باشد (عدد $-85$ بزرگتر از $-188$ است)، یعنی برای جدا کردن مولکولها از هم به انرژی بیشتری نیاز داریم که نشاندهنده وجود **نیروهای جاذبه قویتر** (نیروی دوقطبی - دوقطبی) در آن ماده است.
**پاسخ بخش پ:**
جمله صحیح به این صورت است:
«در مواد مولکولی با **جرم مولی مشابه**، ماده با **مولکولهای قطبی**، نقطهٔ جوش بالاتری دارد.»
(واژههای «متفاوت» و «ناقطبی» باید خط بخورند).
شیمی دهم صفحه ۱۰۴ - تمرین ۲
۲- جرم مولی گازهای نیتروژن ($N_{2}$) و کربن مونوکسید ($CO$) برابر است، بر این اساس:
آ) پیشبینی کنید مولکولهای کدام گاز در میدان الکتریکی جهتگیری میکند؟ چرا؟
ب) کدام یک در شرایط یکسان آسانتر به مایع تبدیل میشود؟ توضیح دهید.
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دهم صفحه ۱۰۴ - تمرین ۲
در این تمرین، دو گاز با جرم مولی یکسان ($28\,g \cdot mol^{-1}$) را مقایسه میکنیم تا متوجه شویم قطبیت چقدر در خواص فیزیکی نقش دارد.
**پاسخ بخش آ:**
گاز **$CO$** (کربن مونوکسید) در میدان الکتریکی جهتگیری میکند.
زیرا $CO$ یک مولکول **دواتمی ناهمهسته** است و به دلیل اختلاف الکترونگاتیوی بین اتم کربن و اکسیژن، مولکولی **قطبی** محسوب میشود.
اما $N_{2}$ چون از دو اتم یکسان تشکیل شده، ناقطبی است و واکنشی به میدان نشان نمیدهد.
**پاسخ بخش ب:**
گاز **$CO$** آسانتر به مایع تبدیل میشود.
برای تبدیل گاز به مایع، باید بین مولکولها جاذبه برقرار کنیم.
چون مولکولهای $CO$ قطبی هستند، علاوه بر نیروهای لاندن، دارای **نیروهای جاذبه دوقطبی - دوقطبی** نیز میباشند که قویتر از نیروهای موجود در $N_{2}$ ناقطبی است.
بنابراین مولکولهای $CO$ تمایل بیشتری برای چسبیدن به هم و تشکیل مایع دارند و در دمای بالاتری نسبت به نیتروژن میعان میکنند.
