Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης 1ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Μη πολικά και πολικά μόρια Διαμοριακές δυνάμεις Δεσμοί υδρογόνου ‘Ωσμωση - Ωσμωτική πίεση Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ηλεκτρικά δίπολα - Διπολική ροπή Ηλεκτρικό δίπολο λέγεται ένα σύστημα δύο αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων (+q, -q) τα οποία βρίσκονται σε απόσταση r μεταξύ τους. Η πολικότητα ενός διπόλου μετριέται μ’ ένα φυσικό διανυσματικό μέγεθος που λέγεται διπολική ροπή. Η διπολική ροπή συμβολίζεται με το γράμμα μ, έχει μέτρο το γινόμενο μ = q∙r και κατεύθυνση από το θετικό προς τον αρνητικό πόλο. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται με αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων. διακρίνονται σε πολωμένους και μη πολωμένους. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Πολωμένοι ομοιοπολικοί δεσμοί Πολωμένος λέγεται ο ομοιοπολικός δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ ατόμων διαφορετικών στοιχείων. Το ζευγάρι των ηλεκτρονίων του ομοιοπολικού δεσμού μετατοπίζεται προς το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο. Στο πιο ηλεκτραρνητικό άτομο εμφανίζεται περίσσεια αρνητικού φορτίου, συμβολίζεται (δ-). Στο πιο ηλεκτροθετικό άτομο εμφανίζεται περίσσεια θετικού φορτίου, συμβολίζεται (δ+). π.χ. το υδροχλώριο Η-Cl έχει θετικό πόλο στο υδρογόνο και αρνητικό στο χλώριο. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Μη πολωμένοι ομοιοπολικοί δεσμοί Μη πολωμένος είναι ο ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ ατόμων ίδιας ηλεκτραρνητικότητας, δηλαδή ατόμων του ίδιου στοιχείου. Σε αυτή την περίπτωση δεν εμφανίζονται πόλοι. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το μόριο Η2 (υδρογόνο) στο οποίο γίνεται αμοιβαία συνεισφορά ενός ηλεκτρονίου από κάθε άτομο Η. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Πολικά και μη πολικά μόρια Ένα μόριο είναι πολικό όταν η συνισταμένη των διπολικών ροπών των ομοιοπολικών δεσμών είναι διαφορετική από το μηδέν. Ένα μόριο δεν είναι πολικό όταν η συνισταμένη των διπολικών ροπών των ομοιοπολικών δεσμών είναι μηδέν. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Μονοατομικά και διατομικά μόρια Όλα τα μονοατομικά μόρια είναι μη πολικά π.χ. Ηe, Ne, Ar Όλα τα διατομικά μόρια μεταξύ ατόμων του ίδιου στοιχείου είναι μη πολικά π.χ. Η2, Br2 Όλα τα διατομικά μόρια μεταξύ ατόμων διαφορετικών στοιχείων είναι πολικά π.χ. ΗCl, CO Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Μη πολικά πολυατομικά μόρια Σε αυτά παίζει σημαντικό ρόλο η γεωμετρία του μορίου Για παράδειγμα το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι μη πολικό, διότι τα άτομα βρίσκονται σε μια ευθεία και η συνισταμένη διπολική ροπή είναι μηδέν (οι δύο δεσμοί έχουν αντίθετες διπολικές ροπές) Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Μη πολικά πολυατομικά μόρια Το μεθάνιο CH4 και ο τετραχλωράνθρακας CCl4 δεν είναι πολικά μόρια, διότι οι διπολικές ροπές των δεσμών εξουδετερώνονται λόγω της γεωμετρίας τους Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Μη πολικά πολυατομικά μόρια Οι υπόλοιποι υδρογονάνθρακες για τον ίδιο λόγο είναι επίσης μη πολικά μόρια. Το ίδιο συμβαίνει και στους αιθέρες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Πολικά πολυατομικά μόρια To νερό Η2Ο και τα παρόμοιας σύνταξης μόρια H2S, H2Se, H2Te είναι πολικά μόρια. Η αμμωνία NH3 και τα παρόμοιας σύνταξης μόρια PH3, AsH3, SbH3 είναι πολικά μόρια. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Πολικά πολυατομικά μόρια H μεθανόλη CΗ3OH - γενικά οι αλκοόλες Η φορμαλδεΰδη HCH=O - γενικά οι αλδεΰδες Το μεθανικό οξύ HCOOH - γενικά τα καρβοξυλικά οξέα είναι πολικά μόρια Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Διαμοριακές δυνάμεις Είναι ελκτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ δύο μορίων. Διακρίνονται σε: Δυνάμεις διασποράς Μη πολικό μόριο – Μη πολικό μόριο π.χ. Ηe - Ηe Μη πολικό μόριο – Πολικό μόριο π.χ. Cl2 - ΗCl Δυνάμεις διπόλου - διπόλου π.χ. ΗCl – HBr Δεσμός ή γέφυρα υδρογόνου π.χ. ΗF ··· HF Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Δεσμός υδρογόνου Εμφανίζεται σε ορισμένες ενώσεις, που περιέχουν άτομο Η που ενώενται ομοιοπολικά με άτομο πολύ ηλεκτραρνητικού στοιχείου, όπως (F, Ο, N) Το άτομο του Η του ενός μορίου έλκει το ηλεκτραρνη- τικό άτομο (F, Ο, N) του γειτονικού μορίου. Ο δεσμός υδρογόνου δηλώνεται με τρεις τελείες (…) Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Επίδραση του δεσμού υδρογόνου στο σ.ζ. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Επίδραση του δεσμού υδρογόνου στις ιδιότητες των ουσιών Τα κατώτερα μέλη των αλκοολών και των καρβοξυλικών οξέων έχουν μεγάλη διαλυτότητα στο νερό. Το νάιλον έχει μεγάλη αντοχή. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Επίδραση του δεσμού υδρογόνου στις ιδιότητες των ουσιών Προκαλεί μεγάλη σταθερότητα της ελικοειδούς δομής των πρωτεϊνών. Προκαλεί μεγάλη σταθερότητα της ελικοειδούς δομής του DNA. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ημιπερατή μεμβράνη Ημιπερατή μεμβράνη λέγεται μια φυσική ή τεχνητή μεμβράνη που επιτρέπει να διέρχονται από μέσα της ορισμένα μόρια. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ώσμωση Όταν διαχωρίζουμε ένα διάλυμα από τον καθαρό διαλύτή του με ημιπερατή μεμβράνη, που επιτρέπει τη διέλευση μόνο μορίων του διαλύτη (π.χ. νερού), διαχέονται μόρια διαλύτη και προς τις δύο κατευθύνσεις αλλά με μεγαλύτερο ρυθμό από το διαλύτη προς το διάλυμα. Αυξάνεται ο όγκος του διαλύματος και γίνεται πιο αραιό. Το φαινόμενο λέγεται ΩΣΜΩΣΗ. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Περισσότερα μόρια νερού διαχέονται σε αυτή την κατεύθυνση Ημιπερατή μεμβράνη Νερό Υδατικό διάλυμα Περισσότερα μόρια νερού διαχέονται σε αυτή την κατεύθυνση Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Sugar molecules can pass through the membrane but, being surrounded by a cloud of water molecules, they move more slowly. νερό ζαχαρόνερο Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

επιλεγμένη ημιπερατή μεμβράνη μετά την ώσμωση πριν την ώσμωση Sugar molecules can pass through the membrane but, being surrounded by a cloud of water molecules, they move more slowly. επιλεγμένη ημιπερατή μεμβράνη μόριο νερού μόριο διαλ. ουσίας Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ώσμωση Όταν διαχωρίζουμε δύο υδατικά διαλύματα με ημιπερατή μεμβράνη, διαχέονται μόρια διαλύτη με μεγαλύτερο ρυθμό στην κατεύθυνση από το διάλυμα μικρότερης συγκέντρωσης προς το διάλυμα μεγαλύτερης συγκέντρωσης. Το φαινόμενο και σ’ αυτή την περίπτωση λέγεται ΩΣΜΩΣΗ. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Διάλυμα μικρής συγκέντρωσης Διάλυμα μεγάλης συγκέντρωσης μεμβράνη Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κύτταρο που περιβάλλεται από νερό Το κύτταρο “φουσκώνει” Κύτταρο που περιβάλλεται από νερό Το κύτταρο “φουσκώνει” Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ερυθρά αιμοσφαίρια σε πυκνό αλατόνερο συρρικνώνονται Ερυθρά αιμοσφαίρια σε πυκνό αλατόνερο συρρικνώνονται Ερυθρά αιμοσφαίρια σε νερό αιμόλυση Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ωσμωτική πίεση Ωσμωτική πίεση (Π) λέγεται η εξωτερική πίεση που πρέπει να ασκήσουμε εξωτερικά σε διάλυμα που διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη από τον διαλύτή του, ώστε να εμποδιστεί το φαινόμενο της ώσμωσης και να μη μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ωσμωτική πίεση Η ωσμωτική πίεση (Π) είναι ανάλογη με τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας, και ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία. Δεν εξαρτάται από τη φύση της διαλυμένης ουσίας. Οι ιδιότητες των διαλυμάτων που εξαρτώνται από τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας λέγονται προσθετικές. Έτσι: Ζαχαρόνερο με συγκέντρωση 1 Μ εχει ίδια ωσμωτική πίεση με διάλυμα γλυκόζης 1 Μ στην ίδια θερμοκρασία Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ωσμωτική πίεση Στα διαλύματα των ηλεκτρολυτών ένα μέρος ή όλη η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας μετατρέπεται σε ιόντα (ιοντισμός ή διάσταση) οπότε αυξάνεται η συγκέντρωση του διαλύματος. ‘Ετσι διάλυμα NaCl 0,1Μ με τη διάσταση σχηματίζει 0,1 Μ ιόντων Na+ και 0,1 Μ ιόντων Cl- και η ολική συγκέντρωση είναι 0,2 Μ. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ωσμωτική πίεση Ένα διάλυμα Χ λέγεται υπερτονικό σε σχέση με άλλο διάλυμα Ψ, έχει μεγαλύτερη ωσμωτική πίεση από το Ψ. Το διάλυμα Ψ λέγεται υποτονικό. Τα διαλύματα που έχουν την ίδια ωσμωτική πίεση λέγονται ισοτονικά. Μεταξύ δύο διαλυμάτων της ίδιας θερμοκρασίας, υπερτονικό είναι το διάλυμα που έχει μεγαλύτερη τη συγκέντρωση. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ωσμωμετρία Ωσμωμετρία λέγεται η πειραματική μέθοδος με την οποία προσδιορίζουμε τη σχετική μοριακή μάζα μιας άγνωστης ουσίας μετρώντας την ωσμωτική πίεση του διαλύματος και στη συνέχεια εφαρμόζοντας το νόμο του Van’t Hoff. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Αντίστροφη ώσμωση Θεωρούμε ένα διάλυμα που διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη από τον καθαρό διαλύτη του. Ασκούμε εξωτερική πίεση στο διάλυμα μεγαλύτερη από την ωσμωτική και παρατηρούμε ότι ο διαλύτης διέρχεται με μεγαλύτερη ταχύτητα από το διάλυμα προς τον διαλύτη. Το φαινόμενο λέγεται αντίστροφη ώσμωση. Όμοια όταν διαχωρίσουμε δύο διαλύματα με ημιπερατή μεμβράνη και ασκήσουμε εξωτερικά πίεση στο υπερτονικό διάλυμα έτσι ώστε ο διαλύτης να διέρχεται με μεγαλύτερη ταχύτητα από το υπερτονικό προς το υποτονικό διάλυμα το φαινόμενο και πάλι λέγεται αντίστροφη ώσμωση. Το φαινόμενο της αντίστροφης ώσμωσης βρίσκει εφαρμογή στην αφαλάτωση του θαλασσινού νερού. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Αντίστροφη ώσμωση Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr