مولکول دو اتمی جور هسته چیست؟ – به زبان ساده + ساختار، انواع و کاربردها

در ابتدای این مطلب با مفهوم مولکول دو اتمی جورهسته و ویژگی‌های آن آشنا می‌شویم. سپس به بررسی خواص مغناطیسی و مثال‌های این نوع مولکول‌ها می‌پردازیم. در ادامه، مفهوم مولکول دو اتمی ناجور هسته و تفاوت آن با مولکول جورهسته را شرح می‌دهیم. در نهایت، ارتباط آلوتروپ‌ها با این نوع مولکول‌ها را درک می‌کنیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی کامل بیاموزید مولکول دو اتمی جور هسته چیست.

مولکول دو اتمی جور هسته چیست؟

همچنین فراوان‌ترین عنصر گازی جهان هیدروژن دو اتمی است که یک مولکول دو اتمی جور هسته است. فرمول شیمیایی این نوع مولکول‌ها به شکل زیر است.

$$A_2$$

ساختار مولکول دو اتمی جورهسته

اتم‌های مشابه در مولکول دو اتمی جور هسته، با اشتراک‌گذاری الکترون‌های خود توسط پیوند کووالانسی به ساختاری پایدارتر می‌رسند.

یادگیری شیمی دوازدهم با فرادرس

همچنین، با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که در ادامه آورده شده است، می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه ساختار این نوع مولکول‌ها دسترسی داشته باشید.

• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم گواهینامه فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم حل سوالات تشریحی امتحانات نهایی فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۲ پایه یازدهم رشته علوم تجربی و ریاضی و فیزیک فرادرس

قطبیت مولکول دو اتمی جور هسته

ویژگی‌های مولکول دو اتمی جور هسته

مولکول‌های دو اتمی جور هسته ساختاری خطی و غیرقطبی دارند. تقریبا تمامی مولکول‌های دو اتمی جور هسته در دمای اتاق به شکل گاز هستند. مولکول‌های دو اتمی جور هسته با شکل فرمول مولکولی $$A_2$$ نمایش داده می‌شوند. A نماد عنصر تشکیل دهنده مولکول است و زیروند ۲ نشان می‌دهد که مولکول از دو عنصر مشابه تشکیل شده است.

فیلم مولکول دو اتمی جورهسته چیست؟ در فرادرس

کلیک کنید

خاصیت مغناطیسی مولکول دو اتمی جورهسته

مولکول دو اتمی جور هسته می‌تواند خواص مغناطیسی متفاوتی را نشان دهد. خاصیت مغناطیسی هر مولکول به آرایش الکترونی آن و نوع پیوند بین اتم‌ها بستگی دارد. این خواص مغناطیسی مولکول دو اتمی جورهسته به دو دسته اصلی خواص پارامغناطیسی و خواص دیامغناطیسی تقسیم می‌شود. در ادامه این خواص را معرفی می‌کنیم.

خواص پارامغناطیسی

خواص دیامغناطیسی

بررسی خواص مغناطیسی با اوربیتال مولکولی

در قسمت قبل آموختیم که مولکول $$O_2$$ است که در دماهای بسیار پایین به میدان مغناطیسی جذب می‌شود و خاصیت پارامغناطیسی دارد. این ویژگی نشان می‌دهد که در این مولکول الکترون‌های جفت‌نشده وجود دارند. این رفتار با استفاده از نظریه اوربیتال مولکولی به‌خوبی توضیح داده می‌شود. نمودار اوربیتال مولکولی، انرژی نسبی و نوع هر اوربیتال مولکولی را نشان می‌دهد. در این نمودار، تعداد اوربیتال‌های مولکولی با تعداد اوربیتال‌های اتمی برابر است و هر اوربیتال با نمادهایی مانند $$\sigma$$ و $$\pi$$ و همچنین زیرنویس‌های $$g$$ و $$u$$ مشخص می‌شود.

رسم اوربیتال مولکولی

در نمودارهای کلی اوربیتال مولکولی معمولاا الکترون‌ها نمایش داده نمی‌شوند، زیرا این نمودارها برای انواع مختلف مولکول‌ها کاربرد دارند. هنگام رسم نمودار کامل، الکترون‌ها طبق اصل آفبا و قاعده هوند ابتدا اوربیتال‌های کم‌انرژی و سپس اوربیتال‌های پرانرژی را پر می‌کنند. از این نمودارها می‌توان برای تعیین پارامغناطیس یا دیامغناطیس بودن مولکول و همچنین محاسبه مرتبه پیوند استفاده کرد. مرتبه پیوند از رابطه زیر به دست می‌آید:

$$\text{Bond Order}=\frac{N_b-N_a}{2}$$

در این فرمول (Bond Order) مرتبه پیوند، $$N_b$$ تعداد الکترون‌های اوربیتال‌های پیوندی و $$N_a$$ تعداد الکترون‌های اوربیتال‌های ضدپیوندی است. در بیشتر موارد، الکترون‌های لایه‌های داخلی در محاسبه مرتبه پیوند نادیده گرفته می‌شوند، زیرا نقشی در تشکیل پیوند و واکنش‌پذیری مولکول ندارند.

مثال مولکول دو اتمی جور هسته

۷ عنصر از عناصر جدول تناوبی به شکل مولکول دو اتمی جور هسته در طبیعت وجود دارند. این عناصر در ادامه به همراه فرمول شیمیایی معرفی شده‌اند.

همچنین برخی از مولکول‌های دو اتمی جور هسته ناپایدار نیز وجود دارند که در شرایطی مانند دمای بالا یا فشارهای مشخص تشکیل می‌شوند. مولکول‌های دو اتمی کربن، هلیم و لیتیم از این نوع موارد است. در ادامه، ساختار برخی از این مولکول‌های جور هسته را بررسی می‌کنیم.

مولکول دو اتمی هیدروژن

به دلیل وجود نداشتن الکترون‌های غیر پیوندی در این مولکول، ساختار آن دیامغناطیس است.

مولکول دو اتمی اکسیژن

$$(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^{*})^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^{*})^2(\sigma_{2p_z})^2(\pi_{2p_x})^2(\pi_{2p_y})^2(\pi_{2p_x}^{*})^1(\pi_{2p_y}^{*})^1$$

مولکول دو اتمی لیتیم

مولکول دو اتمی لیتیم از مولکول‌های دو اتمی جور هسته نسبتا پایدار است. این نوع مولکول توسط پیوند یگانه کووالانسی به هم متصل شده‌اند. آرایش الکترونی این مولکول به شکل زیر است و شامل الکترون‌های جفت نشده نیست.

$$(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^{*})^2(\sigma_{2s})^2$$

مولکول دو اتمی کربن

مولکول دو اتمی کربن با فرمول شیمیایی $$C_2$$ از خانواده مولکول‌های دو اتمی جور هسته است. این دو اتم کربن توسط پیوند دوگانه کووالانسی یبه هم متصل می‌شوند. آرایش الکترونی این ماده به شکل زیر است و از نوع دیامغناطیسی است.

$$(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^{*})^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^{*})^2(\pi_{2p_x})^2(\pi_{2p_y})^2$$

مولکول دو اتمی هلیم

هلیم در جدول تناوبی عناصر در بالای گروه فلزات نجیب قرار دارد. این جایگذاری به این دلیل است که آرایش الکترونی هلیم شامل لایه و زیرلایه پر از الکترون بوده و پایداری بالایی دارد. هر اتم هلیم دارای ۲ الکترون است. مولکول دو اتمی هلیم تنها در شرایط مشخصی مانند دماهای بسیار پایین که نیروهای واندروالس دو اتم هلیم را به هم نزدیک می‌کنند تشکیل می‌شود.

سایر مولکول های دو اتمی جو هسته

بچز موارد رایج توضیح داده شده در قسمت قبل، مثال‌های دیگری نیز از مولکول دو اتمی جور هسته وجود دارد که معمولا در دمای اتاق شرایط عادی تشکیل نمی‌شوند. اگثر این مواد در صورت تبخیر شدن در دماهای بسیار بالا به شکل این نوع مولکول‌ها گازی هستند و با سرد بدن به فرم پلیمری تبدیل می‌شوند.

از مثال‌های این مولکول‌خت می‌توان به فسفر دو اتمی ($$P_2$$)، دی تنگستن ($$W_2$$) و دی مولیبدن ($$Mo_2$$) اشاره کرد.

مولکول دو اتمی ناجور هسته چیست؟

ویژگی مولکل دو اتمی ناجور هسته

مثال مولکول دو اتمی ناجور هسته

فیلم آموزش شیمی دبیرستان برای کنکور در فرادرس

کلیک کنید

در ادامه برخی از مولکول‌های دو اتمی ناجور هسته به همراه فرمول شیمیایی آن‌ها معرفی شده است.

مولکول چند اتمی جور هسته چیست؟

در طبیعت برخی از مواد به صورت ترکیبی از بیش از دو اتم یکسان تشکیل شده‌اند. برای مثال، مولکول اوزون از پیوند سه اتم اکسیژن یکسان تشکیل شده است. این مواد در دسته مولکول‌های جور هسته قرار می‌گیرند. در ادامه برخی از این مواد به همراه فرمول مولکولی آن‌ها معرفی شده اند.

مولکول‌های جور هسته چند اتمی با استفاده از پیوندهای کووالانسی تشکیل شده و به دلیل نبود اختلاف الکترونگاتیوی بین اتم ها، غیرقطبی هستند.

ارتباط آلوتروپ‌ها با مولکول جورهسته

یکی از مثال‌های آلوتروپ مولکول جور هسته، فرم‌های مختلف مولکول سولفور (گوگرد) است. اتم گوگرد می‌تواند مولکول‌های جور هسته متفاوت دو اتمی، سه اتمی، شش اتمی و هشت اتمی بسازد. یکی دیگر از مثال‌های آلوتروپ مولکول جور هسته، آلوتروپ‌های فولرن و سیکلوکربن هستند. آلوتروپ‌های گرافیت و الماس به دلیل ساختار بلوری و شبکه ای معمولا جزو مولکول‌های جور هسته به شمار نمی‌روند.

تفاوت مولکول دو اتمی ناجور هسته و مولکول دو اتمی جور هسته

در این مطلب از مجله فرادرس آموختیم مولکول دو اتمی جور هسته چیست. در ادامه، تفاوت‌های مولکول‌های دو اتمی جور هسته و ناجور هسته به شکل خلاصه ارائه شده است.