المحتويات
ما هي الايثرات واستعمالاتها وخصائصها
ما هي الايثرات واستعمالاتها وخصائصها … تتكون الايثرات سائلة في درجة حرارة الغرفة ذات رائحة لطيفة، وعديمة اللون. والايثرات تكون اقل كثافة واقل قابلية للذوبان في الماء ولها نقاط غليان اقل.
الإيثرات قادرة على تكوين روابط هيدروجينية
كلا، لا تكون الايثرات قادرة على تكوين روابط هيدروجينية مع جزيئات ايثر اخرى، لكنه يمكن ان يشكل رابطة هيدروجينية مع الماء. السبب هو أنه من اجل تشكيل رابطة هيدروجينية بين جزيئين، يجب ان يتفاعل الهيدروجين الموجب جزئيًا مع ذرة سالبة الشحنه بشكل جزئي لديها عزم ثنائي القطب وازواج وحيده من الالكترونات يمكن ان تشاركها مع الهيدروجين.
على سبيل المثال، الماء يتكون من ذرة اكسجين وذرتي هيدروجين، سوف تنجذب احدى ذرات الهيدروجين موجبة الشحنة جزئيًا الى ذرة الاكسجين سالبه الشحنة جزئيًا الموجودة في جزيء ماء آخر. كنتيجة لذلك، يمكن ان يعمل الماء كمتلقي للرابطة الهيدروجينية او معطي للرابطة الهيدروجينية.
اما الايثر فهو لا يملك الرابطة H-O وبالتالي لا يوجد رابطة هيدروجين. لا يمكن ان يشكل الايثر رابطة هيدروجينية مع جزيء ايثر اخر لانه لا يملك هذه الرابطة. لكنه يمكن ان يشكل رابطة هيدروجينية ويعمل كمتلقي للرابطة الهيدروجينية مع جزيء الماء.
ما هي الايثرات
الايثرات هي فئة من المركبات العضوية التي تحوي على مجموعة ايثر ترتبط فيها ذرة اكسجين مع مجموعتي الكيل او اريل. تشتق كلمة الايثر من الكلمة اللاتينية وهي ‘aether’ والتي تعني الاشتعال.
في درجة حرارة الغرفة وتحت ضغط مرتفع، تكون الايثرات قابلة للاشتعال. تركيبة الايثر العامة لاي مركب ايثر هي: R-O-R، R-O-R ‘، R-O-Ar أو Ar-O-Ar حيث ان R يمثل مجموعة ألكيل ويمثل Ar مجموعة أريل.
تكون الايثرات سائلة في درجة حرارة الغرفة ذات رائحة لطيفة، وعديمة اللون. والايثرات تكون اقل كثافة واقل قابلية للذوبان في الماء ولها نقاط غليان اقل.
استعمالات الايثرات
تعتبر الايثرات غير متفاعلة نسبيًا. نتيجة لذلك، تستعمل الايثرات كمذيبات للدهون والزيوت والشموع والعطور والراتنجات والأصباغ والصمغ والهيدروكربونات. كما تستخدم بعض انواع الايثرات كمبيدات حشرية ومواد للبيئة.
لا تتوقف استعمالات الايثرات عند هذا الحد، بل تستعمل الايثرات ايضًا في الطب والصيدلة ولها استخدامات عديدة، حيث يمكن استخدام بعض مركباتها كمخدرات.
على سبيل المثال، تم استعمال إيثيل إيثر (CH3CH2―O―CH2CH3) لأول مرة كمخدر جراحي هام 1842. والكوديين وهو من اكثر المسكنات والادوية القوية لتخفيف الالم، يحوي على الايثر، وهو عبارة عن ايثر الميتيل للمورفين. لكن بما أن هذه المادة قابلة للاشتعال بشكل كبير، فقد تم استبدالها مع مسكنات اخرى اقل قابلية للاشتعال، مثل أكسيد النيتروز (N2O) والهالوثان (CF3―CHClBr).
يستعمل ايثيل الايثر في الكثير من العمليات والتفاعلات الكيميائية. حيث يستعمل كسائل تشغيل متطاير لمحركات الديزل ومحركات البنزن.
من الامثلة على الايثرات:
- CH3 – O – CH3 (ثنائي ميثيل الايثر)
- (CH3)2CH – O – CH(CH3)2 (Diisopropyl ether) (ايثر ثنائي الايزوبروبيل)
الايثرات الحلقية مثل
- C6H5 – O – C6H5 (Diphenyl ether) (ايثر ثنائي الفينيل)
خصائص الايثر
إن ثنائي ميتيل الايثر وميتيل الايثر هما غازات في درجة حرارة الغرفة. اما الانواع الاخرى فهي سوائل عديمة اللون ورائحتها طيبة ومتطايرة ويكون لها رائحة ايثر نموذجية.
-
- نقطة الغليان: درجات غليان جزيئات الايثر تماثل درجات غليان الألكانات، لكنها تكون منخفضة للغاية مقارنة بدرجات غليان الكحول ذو الكتلة الجزيئية المماثلة.
- الذوبانية: ذوبان الايثرات في الماء تشبه ذوبان الكحولات في الماء ذات الكتلة الجزيئية المماثلة. وجزيئات الايثر قابلة للذوبان في الماء، لأن جزيئات الايثر تستطيع تكوين روابط هيدروجينية مع جزيء الماء، تمامًا مثل الكحول. بالإضافة الى ذلك، تقل الذوبانية مع زيادة جزيئات الكربون. لأن الزيادة النسبية في محتوى الهيدروكربون في الجزيء تقلل من ميل تكوين الرابطة H.
- القطبية: الايثر اقل قطبية من الاسترات والكحولات والأمينات بسبب عدم قدرة ذرة الاكسجين على المشاركة في الروابط الهيدروجينية وذلك بسبب وجود مجموعات الالكيل الضخمة على جانبي ذرة الاكسجين. لكن مع ذلك يعتبر الايثر اكثر قطبية من الالكينات.
- العزم ثنائي القطب: زاوية هذه الرابطة C-O-C ليست 180، والعزوم ثنائية القطب لرابطتي C-O لا تلغي بعضها البعض. بالتالي الايثرات تملك عزم ثنائي القطب صغير.
- التهجين المداري: (هو عبارة عن خلط او دمج بين مدارين او اكثر للالكترونات في نفس الذرة مختلفين): يكون لذرة الهيدروجينsp3 تهجين مداري بزاوية رابطة 5.
ما هي الروابط الهيدروجينية
الرابطة الهيدروجينية تتشكل عند ارتباط ذرة هيدروجين مع ذرة أخرى عالية الكهرسلبية (مثال عليها N,O,F). السبب في تكوين هذه الرابطة أن ذرة الهيدروجين يصبح عليها شحنه جزيئية موجبة وبالتالي تنجذب الى الالكترونات القريبة منها التي تحمل شحنه جزيئية سالبة وهذا يؤدي الى تكوين رابطة هيدروجينية.
تزيد درجات غليان المركبات ذات الرابطة الهيدروجينية عن المركبات التي لا تملك مثل هذه الرابطة. على سبيل المثال، درجات غليان المركبات HF و H2O أعلى من المركبات الشبيهة لها الاخرى مثل HCL حيث الرابطة فيما بينها تكون رابطة قطبية عادية. يمكن اعتبار الرابطة الهيدروجينية نوع خاص من الرابطة ثنائية القطب، تكون احدى الذرات فيها هي ذرة الهيدروجين (البروتون) بينما الذرة الاخرى تكون ذات الفة عالية لجذب الإلكترون من ذرة الهيدروجين (الالكترون).
تفسر قوة الرابطة الهيدروجينية بما يلي:
- الفرق في الكهرسلبية بين الهيدروحين والفلور أو الاكسجين او النتروجين يؤدي لابتعاد الكترونات الربط عن ذرة الهيدروجين وهذا يجعل ذرة الهيدروجين تتصرف وكأنها بروتون في تجاذبها الى الجزيء المجاور، وتكون الرابطة الهيدروجينية في الفلور HF اكبر ما يمكن لأن الفرق في الكهرسلبية شديد واقل ما يمكن في NH3 حيث الفرق في الكهرسلبية اقل
- بسبب صغر حجم ذرة الهيدروجين يمكن ان يقترب زوج الالكترون الحر الغير مرتبط في ذرة الفلور او الاكسجين او النتروجين من ذرة الهيدروجين في جزيء اخر.
يجب معرفة ان الرابطة الهيدروجينية لا تتم مع الفلور، والاكسجين والنتروجين، أما الكلور والكبريت فالبرغم من ان الكهرسلبية لديهما متقاربة مع النتروجين فإنهما لا يكونان روابط هيدروجينية في المركبات التي تحوي الهيدروجين، والسبب هو ان ذرات الكلور والكبريت كبيرة الحجم، والرابطة الهيدروجينية تحتاج الى أن يكون نصف قطر الذرة صغيرًا.
على الرغم من ان الرابطة الهيدروجينية ليست بقوة الرابطة الايونية والرابطة المشتركة لكنها تعتبر اقوى من رابطة فاندرفالس. وتعتبر الرابطة الهيدروجية اضعف بكثير واطول من الرابطة المشتركة. والرابطة الهيدروجينية تعتمد على الكهرسلبية للذرتين اللتين تربطهما مع بعضها البعض.
