Polarity, intermolecular forces and solids Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: bond polarity versus molecular polarity with symmetric-cancellation examples like CO2 and CCl4, dipole moment as a vector quantity, van der Waals and London dispersion forces, dipole-dipole and ion-dipole interactions, hydrogen bonding and its role in boiling-point exceptions and ice floating, the four types of solid (ionic, molecular, giant covalent, metallic), and diamond versus graphite structure.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 2 · குறு குறிப்பு (2ஈ)

🧠 மனப்படம்
💎
முனைவு, IMF & திண்மங்கள்
Polarity, IMF & Solids

1 பிணைப்பு முனைவும் மூலக்கூறு முனைவும்

பங்கீட்டுப் பிணைப்பை உருவாக்கும் அணுக்களுக்கு இடையில் மின்னெதிர்த் தன்மை வேறுபாடு உயர்வாக இருப்பின், பங்கிடப்பட்ட இலத்திரன்கள் மின்னெதிர்த் தன்மை கூடிய அணுவுக்கு அண்மையில் காணப்படும் நிகழ்தகவு உயர்ந்து, பிணைப்பு முனைவு (polar) ஆகின்றது. ஆனால் ஒரு முழு மூலக்கூறின் முனைவுத் தன்மையைக் கருதும்போது பிணைப்புகளின் முனைவு மட்டுமன்றி மூலக்கூறின் கேத்திர கணித வடிவமும் முக்கியமாகின்றது — மூலக்கூறு சமச்சீர் வடிவத்தைக் கொண்டிருப்பின், தனிப்பட்ட பிணைப்பு முனைவாக்கங்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈடுசெய்து தேறிய இருமுனைவுத் திருப்புத்திறன் பூச்சியமாகின்றது.

2 இருமுனைவுத் திருப்புத்திறன்

ஒரு முனைவு மூலக்கூறில் ஒரு முனையில் பகுதி மறை ஏற்றமும் (δ−) மற்ற முனையில் பகுதி நேர் ஏற்றமும் (δ+) உருவாகின்றன. இருமுனைவின் பருமனை அளவிடும் அளவை இருமுனைவுத் திருப்புத்திறன் (dipole moment) — முனைவின் ஏற்றத்தை பிணைப்பு நீளத்தால் பெருக்குவதன் மூலம் கணிக்கப்படுகின்றது. இது ஒரு வெக்டர் பருமன் என்பதால் மூலக்கூறின் தேறிய இருமுனைவு, தனிப்பட்ட பிணைப்பு இருமுனைவுகளின் வெக்டர் கூட்டுத்தொகையாகும்; சமச்சீர் மூலக்கூறுகளில் இக்கூட்டுத்தொகை பூச்சியமாகின்றது.

இருமுனைவுத் திருப்புத்திறன் (μ) = முனைவின் ஏற்றம் (q) × பிணைப்பு நீளம் (d)

3 வண்டர் வாலிசு & லண்டன் இடைத்தாக்கங்கள்

நிலையான மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் இயங்கும் நலிந்த கவர்ச்சி விசைகள் துணை இடைத்தாக்கங்கள் (intermolecular interactions) எனப்படும் — இவை வலுப்பிணைப்பைவிட மிக நலிந்தவை. NaCl நீரில் கரைவதற்குக் காரணமான அயன்-இருமுனைவு இடைத்தாக்கத்தில் கற்றயன் நீரின் மறை-முனைவு ஒட்சிசனுடனும், அன்னயன் நேர்-முனைவு ஐதரசனுடனும் இடைத்தாக்கமடைகின்றது. நிலையான இருமுனைவுடைய மூலக்கூறுகளுக்கிடையே δ+ முனையும் அயல் மூலக்கூறின் δ− முனையும் ஈர்க்கும் இருமுனைவு-இருமுனைவு இடைத்தாக்கம் (0.5–15 kJ/mol) நிகழ்கின்றது.

லண்டன் இடைத்தாக்கங்கள் (London dispersion) என்பன இலத்திரன்களின் தொடர்ச்சியான அசைவினால் தற்காலிகமாக உருவாகும் இருமுனைவு, அயல் மூலக்கூறில் ஒரு தூண்டப்பட்ட இருமுனைவை உண்டாக்குவதால் ஏற்படும் நலிந்த கவர்ச்சி விசைகள். இவை முனைவுடைய, முனைவற்ற எல்லா அணுக்களுக்கும் மூலக்கூறுகளுக்கும் இடையில் காணப்படுகின்றன; மூலக்கூற்றுத் திணிவு கூடும்போது இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை கூடுவதால் லண்டன் இடைத்தாக்கங்களின் வன்மையும் கூடுகின்றது.

முடிவெடுக்கும் உத்தி — கொதிநிலை ஒப்பீடு
(1) மூலக்கூற்றுத் திணிவை ஒப்பிடு (லண்டன் விசையின் அளவை நிர்ணயிக்கும்); (2) முனைவுத்தன்மையைச் சரிபார்; (3) இரண்டு காரணிகளும் முரண்பட்டால் எது பெரிய தாக்கம் என முடிவெடு. எ.கா. CO(g) > N₂(g) — திணிவு சமன் (28) ஆயினும் CO துருவமானது, N₂ சமச்சீர் ஈரணு.

4 ஐதரசன் பிணைப்பு

ஐதரசன் அணு F, O அல்லது N உடன் நேரடியாகப் பிணைந்திருக்கும்போது, உயர் EN வேறுபாட்டால் ஐதரசன் அணு உயர்ந்த δ+ ஏற்றத்தைப் பெறுகின்றது; சிறிய அணுவாக இருப்பதால் இது வன்மையான நிலைமின் புலத்தை உருவாக்குகின்றது. இப்பகுதி நேர் ஏற்றமுடைய H க்கும் அயல் மூலக்கூறின் F/O/N தனிச்சோடி இலத்திரன்களுக்கும் இடையில் உருவாகும் இடைத்தாக்கமே ஐதரசன் பிணைப்பு (4–40 kJ/mol) — ஏனைய இருமுனைவு-இருமுனைவு இடைத்தாக்கங்களைவிட வன்மையானது. HF, H₂O, NH₃ ஆகியவற்றின் அசாதாரணமாக உயர்ந்த கொதிநிலைகளுக்கு இதுவே காரணம்.

பனிக்கட்டியில் ஒவ்வொரு நீர் மூலக்கூறும் நான்கு ஐதரசன் பிணைப்புகளால் (2 H வழியாக, 2 தனிச்சோடி வழியாக) அயல் மூலக்கூறுகளுடன் இணைந்து ஒரு திறந்த நான்முகி வடிவ ஒழுங்கான படிக அமைப்பில் கட்டப்படுகின்றது. இவ்வொழுங்கான அமைப்பு திரவ நீரிலும் பார்க்க கூடிய சுயாதீன வெளியை எடுப்பதால் பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி குறைவாகி, அது நீரில் மிதக்கின்றது.

பொதுவான தவறு
எல்லா H–X பிணைப்பையும் ஐதரசன் பிணைப்பாகக் கருதுதல். ஐதரசன் பிணைப்பு உருவாக H ஆனது F, O அல்லது N உடன் மட்டுமே நேரடியாகப் பிணைந்திருத்தல் அவசியம்.

5 திண்மங்களின் நான்கு வகைகள்

ஒரு திண்மத்தின் துணிக்கை வகையும் பிணைப்பு வகையுமே அதன் உருகுநிலை, மின்கடத்துத்திறன், கடினத்தன்மை போன்ற இயல்புகளைத் தீர்மானிக்கின்றன.

வகைதுணிக்கை / பிணைப்புபண்புஉதாரணம்
அயன் படிகம்கற்றயன்+அனயன் / நிலைமின் கவர்ச்சிஉயர் mp, திண்மத்தில் கடத்தாது, நொறுங்கும்NaCl
மூலக்கூறு படிகம்மூலக்கூறுகள் / நலிந்த IMFதாழ் mp, மென்மை, கடத்தாதுபனி, திண்ம CO₂
மாபெரும் பங்கீட்டுஅணுக்கள் / பங்கீட்டு வலையமைப்புமிக உயர் mp, மிகக் கடினம்வைரம், SiO₂
உலோகப் படிகம்கற்றயன் + e⁻ கடல் / உலோகப் பிணைப்புகடத்தும், தகடாக்கக்கூடியதுCu, Fe, Na

6 வைரமும் கிறபைற்றும்

வைரமும் கிறபைற்றும் இரண்டுமே தூய காபனாலானவை; ஆனால் அணுக்கள் அடுக்கப்பட்டுள்ள விதம் வேறுபடுவதால் இயல்புகளும் முற்றிலும் வேறுபடுகின்றன. வைரத்தில் ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் நான்கு காபன் அணுக்களுடன் பங்கீட்டுப் பிணைப்பால் முப்பரிமாண வலையமைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது; எல்லா வலுவளவு இலத்திரன்களும் பிணைப்பில் ஈடுபட்டிருப்பதால் வைரம் மிகக் கடினமானது, மிக உயர்ந்த உருகுநிலை கொண்டது, மின்னைக் கடத்தாது. கிறபைற்றில் ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் மூன்று காபன் அணுக்களுடன் மட்டும் பிணைந்து அறுகோண அடுக்குகளை உருவாக்குகின்றது; நான்காவது வலுவளவு இலத்திரன் இடப்பெயர்வுற்று அடுக்குகளினூடே சுதந்திரமாக நகர்வதால் கிறபைற் மின்னைக் கடத்துகின்றது, அடுக்குகளுக்கிடையே நலிந்த விசைகள் மட்டுமே இருப்பதால் மென்மையானது.

7 IMF வலிமை வரிசை

துணை இடைத்தாக்கங்களின் ஒப்பீட்டு வன்மை வரிசை: அயன்-இருமுனைவு > ஐதரசன் பிணைப்பு > இருமுனைவு-இருமுனைவு > லண்டன் இடைத்தாக்கங்கள். வன்மை அதிகரிக்க mp/bp அதிகரிக்கும், ஆவியாதல் குறையும். கரைதிறனில் "ஒத்தது ஒத்ததைக் கரைக்கும்" (like dissolves like) கோட்பாடு பொருந்துகின்றது — முனைவு மூலக்கூறுகள் முனைவு கரைப்பான்களிலும், முனைவற்றவை முனைவற்ற கரைப்பான்களிலும் நன்கு கரைகின்றன.

தேர்வாளர் குறிப்பு
பிணைப்பின் முனைவுத் தன்மைக்கும் மூலக்கூறின் முனைவுத் தன்மைக்கும் இடையிலான வேறுபாட்டை எப்போதும் தெளிவாக விளக்குக — CO₂ இல் C–O பிணைப்புகள் முனைவு எனினும் மூலக்கூறு முனைவற்றது.
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 2 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc