Methylenklorid, også kendt som dichlormethan (DCM), er en organisk kemisk forbindelse. CH2Cl2 er den kemiske formel for DCM. Det er en farveløs og flygtig væske med en sødlig lugt. Forbindelsen stammer naturligt fra vulkaner, vådområder og andre havkilder. Det har mange anvendelsesmuligheder, men det anvendes hovedsageligt i fødevareindustrien. I denne artikel vil vi kende strukturen, molekylær geometri, anvendelser og andre kemiske egenskaber i detaljer.
Indhold
CH2Cl2 Lewisstruktur
For at forstå egenskaberne og strukturen af alle kemiske forbindelser, herunder organiske forbindelser, er deres Lewisstruktur af største betydning. Lewisstruktur er en teori, der hjælper til at forstå strukturen af en given forbindelse, baseret på oktetreglen. Ifølge oktetreglen skal et molekyle have otte elektroner i sin ydre skal for at blive inert eller stabilt. For denne forbindelse er der ét molekyle kulstof, to molekyler brint og to molekyler klor.
For at kende Lewisstrukturen er det afgørende at finde antallet af valenselektroner i forbindelsen. Valenceelektroner er summen af de elektroner, som hvert molekyle har i sin ydre skal i en forbindelse. Disse elektroner omfatter både dem, der deltager i bindingsdannelse, og dem, der ikke deltager i bindingsdannelse. De elektroner, der er involveret i bindingsdannelse, kaldes bindingspar af elektroner. Mens dem, der ikke deltager i dannelsen af bindinger, kaldes lone-elektronpar eller ikke-bindende elektronpar.
I Lewis-strukturen repræsenterer linjerne bindingerne, og prikkerne repræsenterer valenselektronerne. Når vi taler om CH2Cl2, er kulstofatomer mindre elektronegative end kloratomer. For at forstå Lewis-strukturen skal vi først beregne det samlede antal valenselektroner for dichlormethan.
Kulstof har fire valenselektroner, brint har én valenselektron og som alle halogener har klor syv valenselektroner.
Totalt antal valenselektroner = 4 + 2*1 + 2*7
= 4+2+14
= 20
Der er tyve valenselektroner i forbindelsen, og der er dannet fire bindinger. Det centrale kulstofatom danner to bindinger med både hydrogen- og kloratomerne. Dermed deltager fire valenselektroner fra kulstof, to elektroner fra hydrogen og to elektroner fra klor hver især i bindingsdannelsen.
Hybridisering af dichlormethan
Når to eller molekyler deltager i bindingsdannelsen, overlapper deres orbitaler hinanden på grund af deling af elektroner. Disse overlappede orbitaler kaldes hybridorbitaler. De bindinger, der dannes i dichlormethan, er kovalente bindinger. Det centrale kulstof er hybridiseret, da molekylet danner alle de fire bindinger i forbindelsen. En elektron fra 22-orbitalet og tre andre elektroner fra 2p-orbitaler deltager i dannelsen af bindinger. Således er hybridiseringen af kulstofatometret i CH2Cl2 sp3.
Molekylær geometri af dichlormethan
Det er forholdsvis let at forstå den molekylære geometri af en forbindelse efter at kende dens Lewis-struktur og hybridisering. Arrangementet af molekylerne i denne forbindelse er sådan, at kulstofatomet er i det centrale atom, et hydrogenatom er på den øverste øverste position og det andet er på venstre side af det centrale atom. På samme måde er det ene kloratom til højre for kulstofatomet og det andet i den nederste position i forhold til det centrale atom. Da hybridiseringen er sp3, bliver dichlormethans molekylære geometri tetraedrisk. Formen af forbindelsen er en trigonal pyramide.
Dichlormethans polaritet
Polariteten af en hvilken som helst forbindelse afhænger af de ensomme elektronpar og symmetrien i forbindelsen. Den afhænger også af elektronegativiteten af de molekyler, der deltager i dannelsen af forbindelsen. Her er hydrogenatomet mindre elektronegativt end chloratomet, og derfor er der et nettodipolmoment i forbindelsen. Desuden er arrangementet af de bundne par asymmetrisk, hvilket gør dichlormethan polær.
Fysiske egenskaber
Nu da vi ved alt om CH2Cl2’s kemiske egenskaber og strukturer, lad os se på dets fysiske egenskaber.
| Bestanddelens egenskaber | Eksperimentelle værdier |
| Densitet af DCM | 1.3226 g/cm3 |
| Molekylvægt af DCM | 84,93 g/mol |
| Bodningspunkt for DCM | 39.60C |
| Smeltepunkt for DCM | -97,60C |
Anvendelser af dichlormethan
- DCM anvendes som opløsningsmiddel i fødevareindustrien og som malingfjerner.
- Det anvendes også som affedtningsmiddel.
- Forbindelsen anvendes også til fremstilling af aerosolformuleringer.
Farer ved brug af dichlormethan
- Da forbindelsen er meget flygtig af natur, kan den forårsage akutte indåndingsfarer. Længerevarende eksponering for DCM kan forårsage svimmelhed, træthed, hovedpine og meget andet som følge af akut absorption af gassen.
- DCM metaboliseres som kulilte i kroppen, hvilket kan føre til kulilteforgiftning i kroppen.
- Det er også blevet sat i forbindelse med forskellige typer kræft og er således en kræftfremkaldende forbindelse.
- Forbindelsen er heller ikke sikker for personer med hjerterelaterede problemer, da den kan forårsage unormal hjerterytme og hjerteanfald, når den indåndes i en længere periode.
- I nogle tilfælde kan den også irritere næse og hals.
Sluttende bemærkninger
Jeg håber, at denne artikel giver dig detaljerede oplysninger om dichlormethan. Forbindelsen har tyve valenselektroner, hvoraf otte elektroner deltager i bindingsdannelsen. Det har sp3 hybridisering og polær. DCM har tetraedrisk molekylær geometri, og den er trigonal pyramidal i form.