កម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុល៖ ចំណុចពុះ សម្ពាធចំហាយ និងភាពរលាយ

កម្លាំងទាញរវាងម៉ូលេគុល មិនមែនចំណងក្នុងម៉ូលេគុលទេ

ចំណងកូវ៉ាឡង់ភ្ជាប់អាតូមនៃម៉ូលេគុលមួយជាមួយគ្នា។ កម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុល (IMFs) គឺជាកម្លាំងទាញខ្សោយជាងច្រើនរវាងម៉ូលេគុលដាច់ដោយឡែក ហើយវាជាអ្វីដែលត្រូវយកឈ្នះនៅពេលអង្គធាតុរាវពុះ ឬសារធាតុរឹងរលាយ។ នៅពេលទឹកពុះ ឧស្ម័នដែលបង្កើតនៅតែបង្កើតពីម៉ូលេគុល H₂O គ្មានចំណង O–H ណាមួយដាច់ទេ។ មានតែកម្លាំងទាញរវាងម៉ូលេគុលជិតខាងប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានរំខាន។

ដោយសារកម្លាំងទាំងនេះគ្រប់គ្រងថាម៉ូលេគុលជាប់គ្នាខ្លាំងប៉ុណ្ណា វាគ្រប់គ្រងសំណុំលក្ខណៈរូបវ័ន្តជាមួយគ្នា។ IMFs ខ្លាំងជាងជាទូទៅមានន័យថាចំណុចពុះខ្ពស់ជាង អង់ថាល់ពីនៃការហួតខ្ពស់ជាង សម្ពាធចំហាយទាបជាងនៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ ហើយជារឿយៗមានទម្ងន់ស្អិត និងភាពតានតឹងផ្ទៃខ្ពស់ជាង។ ប្រសិនបើអ្នកអាចតម្រៀប IMFs អ្នកជាធម្មតាអាចតម្រៀបទាំងនេះទាំងអស់ក្នុងពេលតែមួយ។

កម្លាំងបែកខ្ចាយឡុងដ៍ក្នុងគ្រប់សារធាតុ

កម្លាំងបែកខ្ចាយកើតឡើងព្រោះការបែងចែកអេឡិចត្រុងប្រែប្រួល។ នៅរាល់ពេលភ្លាមៗ អេឡិចត្រុងក្នុងម៉ូលេគុលមួយអាចមិនស្មើគ្នាបន្តិចបន្តួច បង្កើតឌីប៉ូលបណ្តោះអាសន្នដែលបង្កើតឌីប៉ូលត្រូវគ្នាក្នុងអ្នកជិតខាង។ ទាំងពីរទាក់ទាញគ្នាមួយរយៈខ្លី ហើយលំនាំនេះធ្វើម្តងទៀតពេញអង្គធាតុរាវទាំងមូល។ អាតូម និងម៉ូលេគុលគ្រប់មុខជួបកម្លាំងបែកខ្ចាយ ទោះមានប៉ូលឬអត់។

កម្លាំងនៃកម្លាំងបែកខ្ចាយអាស្រ័យលើភាពអាចប៉ូលបាន មានន័យថាពពកអេឡិចត្រុងអាចត្រូវបានបំភ្លៃបានងាយប៉ុណ្ណា។ ម៉ូលេគុលធំជាងដែលមានអេឡិចត្រុងច្រើនជាងអាចប៉ូលបានច្រើនជាង ដូច្នេះកម្លាំងបែកខ្ចាយជាទូទៅកើនឡើងតាមម៉ាសម៉ូលក្នុងគ្រួសារនៃសមាសធាតុស្រដៀងគ្នា។ រូបរាងក៏សំខាន់ដែរ៖ ម៉ូលេគុលវែង និងលាតសន្ធឹងមានផ្ទៃប៉ះជាមួយអ្នកជិតខាងច្រើនជាងម៉ូលេគុលបង្រួម និងមានសាខាដែលមានរូបមន្តដូចគ្នា ដូច្នេះវាទាក់ទាញគ្នាខ្លាំងជាង។

កុំមើលស្រាលកម្លាំងបែកខ្ចាយ។ ក្នុងម៉ូលេគុលធំ វាជារឿយៗជាការរួមចំណែកធំបំផុតចំពោះកម្លាំងទាញសរុប ទោះបីម៉ូលេគុលក៏មានប៉ូលដែរក៏ដោយ។

កម្លាំងទាញឌីប៉ូល–ឌីប៉ូល និងចំណងអ៊ីដ្រូសែន

ម៉ូលេគុលមានប៉ូលមានឌីប៉ូលអចិន្ត្រៃយ៍ ដូច្នេះក្នុងអង្គធាតុរាវវាមានទំនោរតម្រង់ទិសដោយចុងវិជ្ជមានផ្នែកនៃម៉ូលេគុលមួយនៅជិតចុងអវិជ្ជមានផ្នែកនៃម៉ូលេគុលមួយទៀត។ កម្លាំងទាញឌីប៉ូល–ឌីប៉ូលនេះបន្ថែមទៅកម្លាំងបែកខ្ចាយដែលមានជានិច្ច។ ការសម្រេចថាម៉ូលេគុលមួយមានប៉ូលឬអត់តម្រូវឱ្យមានទាំងប៉ូឡារីតេចំណង និងរូបរាងរបស់វា។

ចំណងអ៊ីដ្រូសែនគឺជាកម្លាំងទាញឌីប៉ូល–ឌីប៉ូលដ៏ខ្លាំងជាពិសេស។ វាតម្រូវឱ្យមានអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលភ្ជាប់ដោយកូវ៉ាឡង់ទៅអាសូត អុកស៊ីសែន ឬហ្វ្លុយអរ (អ្នកផ្តល់) និងគូសេរីលើអាតូម N, O ឬ F ដែលនៅក្បែរ (អ្នកទទួល)។ ចំណង N–H, O–H ឬ F–H ដែលមានប៉ូលខ្លាំងទុកឱ្យអាតូមអ៊ីដ្រូសែនតូចមានបន្ទុកវិជ្ជមានផ្នែកធំ ដែលអាចចូលជិតគូសេរីរបស់អ្នកទទួលបាន។

ម៉ូលេគុលអាចជាអ្នកទទួលដោយមិនជាអ្នកផ្តល់។ អាសេតូន (CH₃)₂CO មានគូសេរីលើអុកស៊ីសែន ប៉ុន្តែអ៊ីដ្រូសែនទាំងអស់របស់វាភ្ជាប់នឹងកាបូន ដូច្នេះម៉ូលេគុលអាសេតូនមិនអាចបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាមួយគ្នាបានទេ។ ប៉ុន្តែវាអាចទទួលចំណងអ៊ីដ្រូសែនពីទឹក ដែលជាមូលហេតុមួយដែលអាសេតូនលាយជាមួយទឹកក្នុងគ្រប់សមាមាត្រ។

កម្លាំងអ៊ីយ៉ុង–ឌីប៉ូល និងការរំលាយសារធាតុរឹងអ៊ីយ៉ុង

នៅពេលសារធាតុរឹងអ៊ីយ៉ុងរលាយក្នុងទឹក អ៊ីយ៉ុងនីមួយៗត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយម៉ូលេគុលទឹកដែលតម្រង់ទិសឆ្ពោះទៅរកវា៖ ចុងអុកស៊ីសែនអវិជ្ជមានផ្នែកបែរទៅរកកាទីយ៉ុង ហើយចុងអ៊ីដ្រូសែនវិជ្ជមានផ្នែកបែរទៅរកអានីយ៉ុង។ កម្លាំងទាញអ៊ីយ៉ុង–ឌីប៉ូលនេះបញ្ចេញថាមពលគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទូទាត់ថាមពលភាគច្រើនដែលត្រូវការដើម្បីបំបែកអ៊ីយ៉ុងពីគ្រីស្តាល់។ កម្លាំងទាញខ្លាំងជាងសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកខ្ពស់ជាង និងទំហំតូចជាង។

កម្លាំងអ៊ីយ៉ុង–ឌីប៉ូលពន្យល់ហេតុអ្វីប៉ូតាស្យូមប្រូមួររលាយបានយ៉ាងងាយក្នុងទឹក ប៉ុន្តែស្ទើរតែមិនរលាយក្នុងហិចសាន ដែលគ្មានឌីប៉ូលដើម្បីទាក់ទាញអ៊ីយ៉ុង។ ច្បាប់ទូទៅ «ដូចគ្នារំលាយដូចគ្នា» សង្ខេបរឿងនេះ៖ សារធាតុរលាយបានល្អបំផុតក្នុងសារធាតុរំលាយដែលមានកម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុលស្រដៀងនឹងរបស់ខ្លួន។ អ៊ីយ៉ូត ជាម៉ូលេគុលគ្មានប៉ូល រលាយបានល្អក្នុងហិចសាន ដែលកម្លាំងបែកខ្ចាយរវាងសារធាតុរលាយ និងសារធាតុរំលាយប្រៀបធៀបនឹងកម្លាំងក្នុងសារធាតុសុទ្ធនីមួយៗ។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ៖ អង្គធាតុរាវបីដែលមានម៉ាសម៉ូលស្ទើរតែដូចគ្នា

តម្រៀបប៊ុយតាន (CH₃CH₂CH₂CH₃) អាសេតូន ((CH₃)₂CO) និង 1-ប្រូប៉ាណុល (CH₃CH₂CH₂OH) តាមចំណុចពុះ។ ដំបូងប្រៀបធៀបម៉ាសម៉ូល ដោយប្រើម៉ាសអាតូមស្តង់ដារ IUPAC ដែលបានបង្គត់ដល់ពីរខ្ទង់ទសភាគ (H 1.01, C 12.01, O 16.00 g/mol)។ ប៊ុយតាន C₄H₁₀៖ 4(12.01) + 10(1.01) = 58.14 g/mol។ អាសេតូន C₃H₆O៖ 3(12.01) + 6(1.01) + 16.00 = 58.09 g/mol។ 1-ប្រូប៉ាណុល C₃H₈O៖ 3(12.01) + 8(1.01) + 16.00 = 60.11 g/mol។ ម៉ាសខុសគ្នាតិចជាង 4% ដូច្នេះកម្លាំងបែកខ្ចាយគួរតែប្រហាក់ប្រហែលគ្នា ហើយភាពខុសគ្នានឹងមកពីប៉ូឡារីតេ។

បន្ទាប់មកចាត់ថ្នាក់កម្លាំង។ ប៊ុយតានមានតែចំណង C–C និង C–H ហើយស្ទើរតែគ្មានប៉ូល ដូច្នេះវាមានតែកម្លាំងបែកខ្ចាយ។ អាសេតូនមានចំណង C=O មានប៉ូលក្នុងការរៀបចំត្រីកោណរាបស្មើដែលមិនលុបគ្នា ដូច្នេះវាបន្ថែមកម្លាំងឌីប៉ូល–ឌីប៉ូល ប៉ុន្តែវាគ្មានចំណង O–H ហើយមិនអាចផ្តល់ចំណងអ៊ីដ្រូសែនបានទេ។ 1-ប្រូប៉ាណុលមានក្រុម O–H ដូច្នេះវាបន្ថែមចំណងអ៊ីដ្រូសែន។ ការទស្សន៍ទាយគឺប៊ុយតាន < អាសេតូន < 1-ប្រូប៉ាណុល។

NIST Chemistry WebBook រាយបញ្ជីចំណុចពុះធម្មតាប្រហែល 273 K (0 °C) សម្រាប់ប៊ុយតាន 329.3 K (56.2 °C) សម្រាប់អាសេតូន និង 370.3 K (97.2 °C) សម្រាប់ 1-ប្រូប៉ាណុល ដោយបម្លែងតាម T(°C) = T(K) − 273.15។ លំដាប់ត្រូវនឹងការទស្សន៍ទាយ។ ហេតុផលដូចគ្នាតម្រៀបសម្ពាធចំហាយនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់តាមលំដាប់បញ្ច្រាស៖ ប៊ុយតានជាឧស្ម័ននៅ 25 °C អាសេតូនហួតលឿន ហើយ 1-ប្រូប៉ាណុលហួតយឺតជាង។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ៖ នៅពេលទំហំម៉ូលេគុលមានទម្ងន់លើសឌីប៉ូល

ឥឡូវនេះប្រៀបធៀបឌីអេទីលអេធើរ ((C₂H₅)₂O) 1-ប៊ុយតាណុល (CH₃CH₂CH₂CH₂OH) និងហិចសាន (C₆H₁₄)។ ឌីអេទីលអេធើរ និង 1-ប៊ុយតាណុលជាអ៊ីសូមែ ទាំងពីរ C₄H₁₀O៖ 4(12.01) + 10(1.01) + 16.00 = 74.14 g/mol។ ហិចសានធ្ងន់ជាង៖ 6(12.01) + 14(1.01) = 86.20 g/mol។ ឌីអេទីលអេធើរមានប៉ូលប៉ុន្តែគ្មានចំណង O–H 1-ប៊ុយតាណុលអាចបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែន ហើយហិចសានគ្មានប៉ូល។

រវាងអ៊ីសូមែទាំងពីរ ចំណងអ៊ីដ្រូសែនសម្រេច៖ 1-ប៊ុយតាណុលគួរពុះខ្ពស់ជាងឌីអេទីលអេធើរឆ្ងាយ។ ហិចសានគឺជាករណីដែលផ្តល់មេរៀន។ អំណះអំណាងតែប៉ូឡារីតេនឹងដាក់វាចុងក្រោយ ប៉ុន្តែហិចសានធំជាង មានអេឡិចត្រុងច្រើនជាង ហើយជាខ្សែសង្វាក់លាតសន្ធឹង ដូច្នេះកម្លាំងបែកខ្ចាយរបស់វាធំជាងកម្លាំងបែកខ្ចាយរបស់អេធើរបូកនឹងកម្លាំងទាញឌីប៉ូល–ឌីប៉ូលខ្សោយរបស់វា។

តម្លៃ NIST បញ្ជាក់រឿងនេះ៖ ឌីអេទីលអេធើរ 307.7 K (34.6 °C) ហិចសាន 341.9 K (68.8 °C) និង 1-ប៊ុយតាណុល 390.6 K (ប្រហែល 117 °C)។ មេរៀនគឺការប្រៀបធៀបប៉ូឡារីតេមានសុវត្ថិភាពបំផុតរវាងម៉ូលេគុលដែលមានទំហំស្រដៀងគ្នា។ នៅពេលទំហំខុសគ្នាច្រើន ចូរពិចារណាកម្លាំងបែកខ្ចាយមុន បន្ទាប់មកសួរថាតើឌីប៉ូល ឬចំណងអ៊ីដ្រូសែនខ្លាំងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីផ្តួលរំលំវាឬអត់។ ភាពរលាយក៏ធ្វើតាមកម្លាំងដែរ៖ ហិចសានស្ទើរតែមិនរលាយក្នុងទឹក ចំណែក 1-ប៊ុយតាណុល ដែលអាចបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាមួយទឹក រលាយមួយផ្នែក។

កំហុសដែលត្រូវជៀសវាងពេលប្រៀបធៀបកម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុល

មុនតម្រៀប ចូររាយកម្លាំងទាំងអស់ដែលសារធាតុនីមួយៗមាន ជាជាងកម្លាំងខ្លាំងបំផុតតែមួយ ហើយកត់ម៉ាសម៉ូល។ នេះការពារកំហុសទូទៅបំផុត គឺការប្រៀបធៀបតែស្លាកដូចជា «មានប៉ូល» និង «គ្មានប៉ូល» ដោយមិនអើពើទំហំ។

កំហុសខាងក្រោមលេចឡើងម្តងហើយម្តងទៀតក្នុងការពន្យល់អំពីចំណុចពុះ និងភាពរលាយ។

• និយាយថាការពុះបំបែកចំណងកូវ៉ាឡង់។ ការពុះញែកម៉ូលេគុល ម៉ូលេគុលនៅដដែល។
• អះអាងថាមានចំណងអ៊ីដ្រូសែនសម្រាប់ម៉ូលេគុលណាមួយដែលមានអ៊ីដ្រូសែន។ អ៊ីដ្រូសែនត្រូវតែភ្ជាប់នឹង N, O ឬ F។
• ចាត់ទុកសារធាតុគ្មានប៉ូលថាគ្មានកម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុល។ សារធាតុទាំងអស់មានកម្លាំងបែកខ្ចាយ។
• តម្រៀបម៉ូលេគុលដែលមានទំហំខុសគ្នាខ្លាំងដោយប៉ូឡារីតេតែម្យ៉ាង ដូចឧទាហរណ៍ហិចសានបង្ហាញ។
• បញ្ច្រាសនិន្នាការសម្ពាធចំហាយ។ IMFs ខ្លាំងជាងមានន័យថាសម្ពាធចំហាយទាបជាង និងចំណុចពុះខ្ពស់ជាង។
• ចាត់ទុក «ដូចគ្នារំលាយដូចគ្នា» ជាច្បាប់ ជាជាងក្បួនមេដៃ។ ភាពរលាយក៏អាស្រ័យលើអង់ត្រូពី និងសីតុណ្ហភាពដែរ។