Chemie! Hilfe! Dipole

3 Antworten

Die Frage ist ziemlich konfus.

Also zunächst einmal: Es gibt polare und unpolare Bindungen. Wirklich perfekt unpolar ist nur die Bindung zwischen zwei symmetrie­äquivalenten Atomen, etwa zwischen den beide­n Os im H₂O₂ oder den beiden Cs im Ethan. Aber das ist ein Kontinuum. Die Bindung zwischen den beiden Cs in Propan hat ein extrem geringes Bindungs­moment,  und auch die zwischen zwei verschiedenen Atomen mit ähnlicher Elektronegativität (z.B. C–H) ist nur klein. Ordenliche Momente findest Du zwischen Atompaaren wie O–H oder B–F, die liegen die Elektro­negativitäten um Welten auseinander.

Bindungsmomente kann man nicht wirklich messen, das sind nur Rechengrößen.

Es gibt auch polare und unpolare Moleküle. Wenn ein Molekül stark polare Bindungen hat, und wenn die Symmetrie es erlaubt, dann hat es gewöhnlich ein fettes Dipol­moment, z.B. H₂O. Aber BF₃ hat kein Dipol­moment, weil die Momente der drei B–F-Bindungen einander genau aufheben (das Molekül sieht wie ein gleich­seitiges Dreieck aus, mit dem B in der Mitte). Alternativ kann man beim BF₃ (oder auch beim CO₂) sagen, daß die Schwer­punkte der positiven und der negativen Teil­ladungen zusammenfallen.

Wie Du auf OF₂ kommst weiß ich nicht. Das Molekül ist gewinkelt, daher können die Schwerpunkte nicht zusammen­fallen (genauso­wenig wie bei H₂O). Es hat aber ein lächerlich geringes Dipol­moment, weil die O–F-Bindung sehr wenig polar ist. Und aus Nix wird eben Nix, auch wenn man es zusammenaddiert.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Was hast du geschluckt oder inhaliert? Ich will das auch!

Bei "symmetrie­äquivalent", "Kontinuum" werde ich neugierig.

Es wird leicht übersehen, welch eine Bedeutung freie Elektronenpaare auf das Dipolmoment haben. Bei  Wasser ist dies klar, zum OF2 finde ich das in 5 Minuten nicht, und mehr ist es mir nicht wert. Würde aber wetten, dass es nicht zu vernachlässigen ist, also mindestens 20 % des Wassers. Auf einen Kasten Bier?

Und natürlich würde ich dies nicht so kommentieren, wärest du mir nicht duch sachkundige Beiträge aufgefallen.

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@ThomasJNewton

Naja, OF₂ habe ich jedenfalls nicht inhaliert.

Das Nachschlagen kannst Du Dir schenken — knapp 10% von Wasser, nämlich 0.5867·10⁻³⁰ Cm.

Bransford, Kunkle, Jacke, J. Inorg Nucl Chem, 14 (1960), p 159

Das Dipolmoment berechnet sich jedenfalls aus der ganzen Wellenfunktion, da haben die lone pairs keine spezielle Bedeutung. Natürlich tragen sie Ladung, aber das tun Bindungs­elektronen auch.Da spielt es auch eine große Rolle, wie diffus das Orbital ist und wie weit es vom Kern wegführt. Und die Elektronenkorrelation muß man dabei auch explizit berücksichtigen (Hartree-Fock reicht nicht). Ich habe mich damit nie beschäftigt, aber ich weiß, daß es ziemlich verwickt ist, gute Dipolmomente zu berechnen. Für eine simple Faus­tformel sehe ich daher schwarz.

Ich kann mich nicht erinnern, irgendwo „Kontinuum“ geschrieben zu haben. Aber ja, Symmetrie ist wichtig (es muß sich ja wenigstens eine der ℓ=1-Komponenten total­symmetrisch transformieren, sonst gibt es kein per­manentes Dipolmoment). Das willst Du doch nicht ernsthaft bezweifeln, oder?


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@indiachinacook

Aber das ist ein Kontinuum.

Zeile 4 deiner Antwort, von der Überschrift abgesehen.

Und ich wäre (fast) der letzte, der deine Aussagen bezweifelt. Und wenn du mit dem geballten Fachwissen kommst, neide ich es dir nicht mal. Ich hab mich halt anders entschieden, gegen Physik und physikalische Chemie. Nach 40 Jahren hat man auch vieles im Gefühl, oder im Hinterkopf.

Ich bin der Meinung, dass sich die verschiedenen Schwerpunkte und Wissensgebiete ergänzen können, und sich auch in Disussionen bereichern. Jedenfalls wäre ich diese Wette nie eingegangen, wäre ich nicht bereit gewesen, sie auch zu verlieren. Einen verlorenen Kasten Bier leert man zusammen mit dem Gewinner, auch wenn's nur symbolisch ist.

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Du würfelst hier ziemlich viel durcheinander, man weiß gar nicht worauf man antworten soll. :D

Ein Dipol entsteht, wenn zwei (oder mehr) Partialladungen nach außen hin wirken können (Entstehung von Partialladungen ist hoffentlich klar). Besonders der letzte Teil des Satzes sei betont: "...wenn sie nach außen wirken können". So könnte man von CO2 denken, dass es polar ist, da ja Partialladungen vorliegen. Die Geometrie lässt dies aber nicht zu, da die Dipolkräfte sich ausgleichen. Heisst also, wenn man die Dipolkraft jetzt mal als Pfeil annimmt, dann wirkt die eine Dipolkraft nach rechts und die andere genau in die andere Richtung, nach links. Die beiden Pfeile stehen quasi so:

<--- ----> , sodass sich die Kraft auflöst, der Stoff ist nicht polar. Bei Wasser oder deinem Sauerstoffdiflourid ist dies nicht der Fall. CO2 ist ein lineares Molekül, Wasser / Sauerstoffdiflourid ist es nicht (obwohl es auch nur 3 Atome jeweils sind, hat mit der Hybridisierung von Sauerstofforbitalen zu tun), sodass hier sich die beiden Pfeile nicht auslöschen, ein Dipol entsteht.

Wenn bei einem Molekül des Typs A-B zwei Atome miteinander verbunden sind, die sich in ihrer Elektronegativität (EN) unterscheiden, dann liegt eine polare Atombindung vor, und das Molekül ist ein Dipol.

Nun gibt es Moleküle wie z.B. die des Wassers und des Kohlenstoffdioxids. Alle Bindungen in diesen Molekülen sind polar. Ob die einzelnen Moleküle aber Dipolmoleküle sind, das kannst Du entscheiden, wenn Du den geometrischen Aufbau der Moleküle kennst.

Das Kohlenstoffdioxidmolekül ist linear aufgebaut, also etwa so: O = C = O.

Man sagt, die beiden Ladungsschwerpunkte von O und C fallen zusammen. Wenn das der Fall ist, dann ist das Molekül - trotz polarer Bindungen - nach außen hin kein Dipol.

Das Wassermolekül ist gewinkelt aufgebaut. Hier fallen die beiden Ladungsschwerpunkte zwischen O und H nicht zusammen ("der Schwerpunkt liegt nicht im O"), und somit ist dieses Molekül ein Dipol.

Um schnell zu entscheiden, ob Dipolmoleküle vorliegen oder nicht, kann man z.B. auch über bestimmte physikalische Eigenschaften wie Schmelz- oder Siedetemperatur entscheiden.

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