溶解性
分子的極性對(duì)物質(zhì)溶解性有很大影響。極性分子易溶于極性溶劑,非極性分子易溶于非極性溶劑,也即“相似相溶”。蔗糖、氨等極性分子和氯化鈉等離子化合物易溶于水。具有長(zhǎng)碳鏈的有機(jī)物,如油脂、石油的成分多不溶于水,而溶于非極性的有機(jī)溶劑。
熔沸點(diǎn)
在分子量相同的情況下,極性分子比非極性分子有更高的沸點(diǎn)。這是因?yàn)闃O性分子之間的取向力比非極性分子之間的色散力大。
在化學(xué)中,極性指一根共價(jià)鍵或一個(gè)共價(jià)分子中電荷分布的不均勻性。如果電荷分布得不均勻,則稱該鍵或分子為極性;如果均勻,則稱為非極性。
物質(zhì)的一些物理性質(zhì)(如溶解性、熔沸點(diǎn)等)與分子的極性相關(guān)。
共價(jià)鍵的極性是因?yàn)槌涉I的兩個(gè)原子電負(fù)性不相同而產(chǎn)生的。電負(fù)性高的原子會(huì)把共享電子對(duì)“拉”向它那一方,使得電荷不均勻分布。這樣形成了一組偶極,這樣的鍵就是極性鍵。電負(fù)性高的原子是負(fù)偶極,記作δ-;電負(fù)性低的原子是正偶極,記作δ 。
鍵的極性程度可以用兩個(gè)原子電負(fù)性之差來(lái)衡量。差值在0.4到1.9之間的是典型的極性共價(jià)鍵。兩個(gè)原子完全相同(當(dāng)然電負(fù)性也完全相同)時(shí),差值為0,這時(shí)原子間成非極性鍵。相反地,如果差值超過(guò)了1.9,這兩個(gè)原子之間就不會(huì)形成共價(jià)鍵,而是離子鍵。
一個(gè)共價(jià)分子是極性的,是說(shuō)這個(gè)分子內(nèi)電荷分布不均勻,或者說(shuō),正負(fù)電荷中心沒(méi)有重合。分子的極性取決于分子內(nèi)各個(gè)鍵的極性以及它們的排列方式。在大多數(shù)情況下,極性分子中含有極性鍵,非極性分子中含有非極性鍵。
然而,非極性分子也可以全部由極性鍵構(gòu)成。只要分子高度對(duì)稱,各個(gè)極性鍵的正、負(fù)電荷中心就都集中在了分子的幾何中心上,這樣便消去了分子的極性。這樣的分子一般是直線形、三角形或四面體形。
非極性
有影響,微波爐是用交流電來(lái)產(chǎn)生微波的。所有的電磁波每經(jīng)過(guò)一次電波周期就會(huì)從正極變?yōu)樨?fù)極。水分子有正極和負(fù)極因此當(dāng)水接受正負(fù)交替的微波能量時(shí)水分子會(huì)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)。這有一些類似用磁石把平面上的大頭針吸得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)...
級(jí)配很差的骨料,對(duì)混泥土的性質(zhì)有何影響
骨料,即在混凝土中起骨架或填充作用的粒狀松散材料。骨料作為混凝土中的主要原料,在建筑物中起骨架和支撐作用。骨料,既在混凝土中起骨架或填充作用的粒狀松散材料。分粗骨料和細(xì)骨料。粗骨料包括卵石、碎石、廢渣...
(1)合理選擇水泥品種,即根據(jù)侵蝕介質(zhì)的種類,選擇易受腐蝕成分少的水泥; ?????? (2)提高水泥石的密實(shí)度,減小孔隙率,使水泥石抗?jié)B性增強(qiáng),侵蝕介質(zhì)也難進(jìn)入。 ??????? (3)當(dāng)腐蝕作用較...
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凍融過(guò)程中土結(jié)構(gòu)受冷生作用的影響,可導(dǎo)致土的工程性質(zhì)發(fā)生變化。在凍土地區(qū)進(jìn)行路塹開(kāi)挖、新消邊坡的加固和路基修建時(shí),由于新近暴露的土受到凍融風(fēng)化作用,在相關(guān)的變形和穩(wěn)定性分析中,選擇土性參數(shù)時(shí)必須考慮土工程性質(zhì)的變化。在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,從試驗(yàn)儀器和研究方法、凍融作用下土的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)的變化及其機(jī)理等幾個(gè)方面,對(duì)土的工程性質(zhì)受凍融循環(huán)影響而改變的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和分析,列出了典型的研究成果。文獻(xiàn)研究表明,土經(jīng)過(guò)凍融后,滲透性會(huì)增大;松散土和密實(shí)土的密度具有不同的變化趨勢(shì);原狀超固結(jié)土的結(jié)構(gòu)性受到破壞,因而三軸試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線峰值受到削弱,一維壓縮試驗(yàn)中表現(xiàn)為前期固結(jié)壓力降低;強(qiáng)度的變化則有諸多不同的試驗(yàn)結(jié)果。針對(duì)目前的研究現(xiàn)狀并根據(jù)作者的相關(guān)工作,提出了進(jìn)一步研究的思路。
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為分析結(jié)構(gòu)性對(duì)西澳殘積土固結(jié)性質(zhì)的影響,使用西澳大學(xué)LoadTrac-Ⅲ固結(jié)儀對(duì)西澳殘積土的原狀土和重塑土分別進(jìn)行單向固結(jié)試驗(yàn),研究了西澳殘積土的結(jié)構(gòu)性對(duì)其壓縮曲線和固結(jié)系數(shù)的影響。結(jié)果表明,西澳殘積土的原狀土壓縮曲線位于重塑土的上方,即在某一固結(jié)壓力下,原狀土的孔隙比比重塑土更大;西澳殘積土較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性使得原狀土的屈服應(yīng)力大于現(xiàn)場(chǎng)有效應(yīng)力;西澳殘積土的原狀土的固結(jié)系數(shù)遠(yuǎn)大于重塑土的固結(jié)系數(shù);西澳殘積土的重塑土的固結(jié)系數(shù)和固結(jié)壓力之間呈雙曲線關(guān)系。研究成果可為西澳當(dāng)?shù)睾蛧?guó)內(nèi)同類工程的設(shè)計(jì)與施工提供參考。
一個(gè)共價(jià)分子是極性的,是說(shuō)這個(gè)分子內(nèi)電荷分布不均勻,或者說(shuō),正負(fù)電荷中心沒(méi)有重合。分子的極性取決于分子內(nèi)各個(gè)鍵的極性以及它們的排列方式。在大多數(shù)情況下,極性分子中含有極性鍵,非極性分子中含有非極性鍵或者極性鍵。
然而,非極性分子也可以全部由極性鍵構(gòu)成。只要分子高度對(duì)稱,各個(gè)極性鍵的正、負(fù)電荷中心就都集中在了分子的幾何中心上,這樣便消去了分子的極性。這樣的分子一般是直線形、三角形或四面體形。
分子極性對(duì)性質(zhì)的影響:
對(duì)于分子極性大小,尚無(wú)一個(gè)公認(rèn)準(zhǔn)確的量化標(biāo)準(zhǔn),但比較常用的是根據(jù)物質(zhì)的介電常數(shù)(尤其是液體和固體),對(duì)于一些簡(jiǎn)單的分子也可以根據(jù)其本身結(jié)構(gòu)判斷其是否有極性(如二氧化碳為直線型分子,為非極性化合物,但二氧化硫分子結(jié)構(gòu)為V字型,故為極性分子)。
分子的極性對(duì)物質(zhì)溶解性有很大影響。極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑,非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑,也即“相似相溶”。氨等極性分子和氯化鈉等離子化合物易溶于水。具有長(zhǎng)碳鏈的有機(jī)物,如油脂、石油(不一定是非極性分子)的成分多不溶于水,而溶于非極性的有機(jī)溶劑。
在分子量相同的情況下,極性分子比非極性分子有更高的沸點(diǎn)。這是因?yàn)闃O性分子之間的取向力比非極性分子之間的色散力大。
通常分子極性可以用于物質(zhì)的柱色譜分析和物質(zhì)結(jié)晶分離,對(duì)于通常的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō):常見(jiàn)的溶劑極性大小順序(由小至大)為:
石油醚、環(huán)己烷、四氯化碳、苯、甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、三氯乙烯、二苯醚、氯仿、正丁醚、乙醚、DME、硝基苯、二氧六環(huán)、三辛胺、四氫呋喃、乙酸乙酯、三丁胺、甲酸甲酯、三乙胺、丙酮、苯甲醇、吡啶、正丁醇、異丙醇、乙二醇、乙醇、乙酸、甘油(丙三醇)、乙腈、DMF、甲醇、六甲基磷酰胺、甲酸、DMSO、三氟乙酸、甲酰胺、水、三氟甲磺酸、無(wú)水硫酸、無(wú)水高氯酸、無(wú)水氫氟酸。
其中三氟乙酸,三氟甲磺酸,無(wú)水硫酸、無(wú)水高氯酸、無(wú)水氫氟酸等強(qiáng)酸由于腐蝕性極強(qiáng),實(shí)際上在一般實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用不多,這里只是列出以便比較物質(zhì)極性大小而已,通常柱色譜常用有機(jī)溶劑為石油醚、環(huán)己烷、二氯甲烷、三氯乙烯、乙醚、DME、二氧六環(huán)、四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、乙酸、甲醇這幾種溶劑,至于具體問(wèn)題,則經(jīng)常使用幾種溶劑的混合溶劑來(lái)進(jìn)行分離物質(zhì)。
物質(zhì)結(jié)晶分離時(shí)通常將極性不同的溶劑加入溶液中,使得所需要物質(zhì)結(jié)晶析出,最常見(jiàn)的即是摩爾鹽和藍(lán)礬的合成中加入乙醇使得二者析出(二者均難溶于乙醇)。至于有機(jī)物的重結(jié)晶則不勝枚舉(例如咖啡因的重結(jié)晶時(shí)向其乙醇溶液中加入水使其結(jié)晶析出。
極性鍵與非極性鍵
首先化學(xué)共價(jià)鍵分為極性鍵與非極性鍵。非極性鍵就是共用電子對(duì)沒(méi)有偏移,出現(xiàn)在單質(zhì)中比如O2;極性鍵就是共用電子對(duì)有偏移比如HCl。而當(dāng)偏移的非常厲害之后,看上去一邊完全失電子另一邊得到了電子,就會(huì)變成離子鍵了,如NaCl 。
極性分子與非極性分子
由于極性鍵的出現(xiàn),所以就使某些分子出現(xiàn)了電極性,但是并不是說(shuō)所有有極性鍵的分子都是極性分子。比如CH4,雖然含有4個(gè)極性的C-H鍵,但是因?yàn)槠淇臻g上成對(duì)稱的正四面體結(jié)構(gòu),所以鍵的極性相消,整個(gè)分子沒(méi)有極性。
對(duì)于H2O,雖然與CO2有相同類型的分子式,也同樣有極性共價(jià)鍵,但二者分子的極性卻不同。CO2是空間對(duì)稱的直線型,所以分子是非極性分子,H2O是折線型,不對(duì)稱,所以是極性分子,作為溶劑稱為極性溶劑。
化合物的極性決定于分子中所含的官能團(tuán)及分子結(jié)構(gòu)。各類化合物的極性按下列次序增加:
-CH3,-CH2-,-CH=,-C三,-O-R,-S-R,-NO2,-N(R)2,-OCOR,-CHO,-COR,-NH2, -OH,-COOH,-SO3H
極性效應(yīng)表征的是有關(guān)分子的酸性或堿性。以下參數(shù)中的任何一個(gè)均可以給出極性效應(yīng)以定量的量度。
(1)△Ms(酸性)或△Ms(堿性)
△Ms(酸性)是溶質(zhì)(ROH)在CC14和醚溶液中測(cè)得的紅外光譜中OH譜帶最大值的相對(duì)位移,△Ms(堿性)是溶質(zhì)(CH3OD)在苯中測(cè)得的紅外光譜中OD譜帶最大值的相對(duì)位移△Ms(酸性)或△Ms(堿性)的數(shù)據(jù)分別與質(zhì)子給予體或質(zhì)子接受體的分子的相對(duì)氫鍵鍵合能力相聯(lián)系。氫鍵鍵合能力愈大,表示一種酸(如醇或酚)給予質(zhì)子的能力愈大或一種堿(如醛、酮)接受質(zhì)子的能力愈大。由于質(zhì)子給予能力與質(zhì)子接受能力表現(xiàn)出相反的趨勢(shì),因此△Ms(酸性)的增加值等于△Ms(堿性)的減小值。
一般來(lái)說(shuō),有機(jī)溶質(zhì)的△Ms(酸性)增加,表示有關(guān)分子與膜的氫鍵鍵合能力增強(qiáng),這種增強(qiáng)的結(jié)果就會(huì)減小膜與有機(jī)溶質(zhì)間的排斥力。因此,隨著△Ms(酸性)的增加,有機(jī)物的分離度減小。或者說(shuō),隨著△Ms(堿性)的增加,有機(jī)溶質(zhì)與膜的氫鍵鍵合能力減小,因此膜與有機(jī)溶質(zhì)間的排斥力增大,有機(jī)物的分離度增加。但當(dāng)△Ms(堿性)值超過(guò)隨某一化合物的種類而異的值時(shí),隨著△Ms(堿性)的增加,溶質(zhì)分離度的增加甚微。
(2)解離常數(shù)Ka或pKa (PK=-logKa )
解離常數(shù)是水溶液中具有一定離解度的溶質(zhì)的的極性參數(shù)。離解常數(shù)給予分子的酸性或堿性以定量的量度,pKa減小,對(duì)于質(zhì)子給予體來(lái)說(shuō),其酸性增加;對(duì)于質(zhì)子接受體來(lái)說(shuō),其堿性增加。
對(duì)于酸性有機(jī)物來(lái)說(shuō),隨著pKa的減小,一方面,有機(jī)溶質(zhì)與膜的氫鍵鍵合能力增強(qiáng),相當(dāng)于溶質(zhì)與膜間的吸引力增加,因而分離度下降;另一方面,它離解成為離子的傾向增加,相當(dāng)于增強(qiáng)了該有機(jī)物與膜之間的靜電斥力,從而分離度升高。上述兩種作用的相伴相克,起主導(dǎo)作用的因素決定著分離度高低的走向。因此,對(duì)于酸性分子來(lái)說(shuō),酸性的大小和pKa共同影響著溶質(zhì)分離度。與酸性有機(jī)物有所不同,對(duì)于堿性有機(jī)溶質(zhì)來(lái)說(shuō),隨著pKa的減小,有機(jī)溶質(zhì)與膜間的靜電斥力增加,去除率升高。
(3)Hammet數(shù)或Taft數(shù)
Hammet數(shù)σ是表示芳香族間位或?qū)ξ蝗〈臉O性常數(shù),Taft數(shù)σ*是表示芳香族鄰位化合物或脂肪族化合物中取代基的極性常數(shù)。σ和σ*兩者定量表示取代基對(duì)有機(jī)分子的極性效應(yīng)的影響;σ和σ*具有加和性;取代基的σ和σ*值愈低,它的電子收回能力(或質(zhì)子給予能力)愈小。因此對(duì)一給定的官能團(tuán),σ和σ*值的降低相當(dāng)于分子的酸性降低或堿性增加。
一般來(lái)說(shuō),無(wú)論是酸還是堿,有機(jī)溶質(zhì)的分離度隨著σ和σ*值的減小而增加。