Alai

Metyleenikloridi, joka tunnetaan myös nimellä dikloorimetaani (DCM), on orgaaninen kemiallinen yhdiste. CH2Cl2 on DCM:n kemiallinen kaava. Se on väritön ja haihtuva neste, jolla on makea haju. Yhdistettä saadaan luonnostaan tulivuorista, kosteikoista ja muista valtamerilähteistä. Sillä on monia käyttötarkoituksia, mutta pääasiassa sitä käytetään elintarviketeollisuudessa. Tässä artikkelissa tutustumme yksityiskohtaisesti sen rakenteeseen, molekyyligeometriaan, käyttökohteisiin ja muihin kemiallisiin ominaisuuksiin.

CH2Cl2 Lewis-rakenne

Kaikkien kemiallisten yhdisteiden, mukaan lukien orgaanisten yhdisteiden, ominaisten ominaisuuksien ja rakenteen ymmärtämiselle sen Lewis-rakenne on äärimmäisen tärkeä. Lewisin rakenne on teoria, joka auttaa ymmärtämään tietyn yhdisteen rakennetta oktettisäännön perusteella. Oktettisäännön mukaan molekyylillä pitäisi olla kahdeksan elektronia ulkokuorensa sisällä, jotta se olisi inertti tai stabiili. Tässä yhdisteessä on yksi molekyyli hiiltä, kaksi molekyyliä vetyä ja kaksi molekyyliä klooria.

Lewisin rakenteen tuntemiseksi on tärkeää selvittää yhdisteen valenssielektronien lukumäärä. Valenssielektronit ovat niiden elektronien summa, jotka jokaisella molekyylillä on yhdisteen ulkokuoressa. Näihin elektroneihin kuuluvat sekä ne, jotka osallistuvat sidosten muodostamiseen, että ne, jotka eivät osallistu sidosten muodostamiseen. Sidoksen muodostamiseen osallistuvia elektroneja kutsutaan sidoselektronipareiksi. Kun taas niitä, jotka eivät osallistu sidosten muodostamiseen, kutsutaan yksinäisiksi elektronipareiksi tai ei-sitoviksi elektronipareiksi.

Lewisin rakenteessa viivat kuvaavat sidoksia ja pisteet valenssielektroneita. Kun puhutaan CH2Cl2:sta, hiili on vähemmän elektronegatiivinen kuin klooriatomit. Lewisin rakenteen ymmärtämiseksi lasketaan ensin dikloorimetaanin valenssielektronien kokonaismäärä.

Hiilellä on neljä valenssielektronia, vedyllä on yksi valenssielektroni ja kuten kaikilla halogeeneilla, kloorilla on seitsemän valenssielektronia.

Valenssielektronien kokonaismäärä = 4 + 2*1 + 2*7

= 4+2+14

= 20

Yhdisteessä on kaksikymmentä valenssielektronia ja muodostuu neljä sidosta. Keskimmäinen hiiliatomi muodostaa kaksi sidosta sekä vety- että klooriatomin kanssa. Siten hiilen neljä valenssielektronia, vedyn ja kloorin kaksi elektronia osallistuvat kukin sidoksen muodostumiseen.

Dikloorimetaanin hybridisaatio

Kun kaksi tai molekyylejä osallistuu sidoksen muodostumiseen, niiden orbitaalit limittyvät toisiinsa elektronien jakamisen vuoksi. Näitä päällekkäisiä orbitaaleja kutsutaan hybridiorbitaaleiksi. Dikloorimetaanissa muodostuneet sidokset ovat kovalenttisia sidoksia. Keskushiili on hybridisoitunut, koska molekyyli muodostaa yhdisteen kaikki neljä sidosta. Elektroni 22-orbitaalista ja kolme muuta elektronia 2p-orbitaaleista osallistuvat sidosten muodostamiseen. Näin ollen hiiliatomin hybridisaatio CH2Cl2:ssa on sp3.

Dikloorimetaanin molekyyligeometria

Yhdisteen molekyyligeometria on verrattain helppo ymmärtää, kun tunnetaan sen Lewisin rakenne ja hybridisaatio. Tämän yhdisteen molekyylien sijoittelu on sellainen, että hiiliatomi on keskiatomina, yksi vetyatomi on ylempänä ylhäällä ja toinen on keskiatomin vasemmalla puolella. Vastaavasti yksi klooriatomi on hiilen oikealla puolella ja toinen atomi on keskiatomin alhaalla. Koska hybridisaatio on sp3, dikloorimetaanin molekyyligeometriasta tulee tetraedrinen. Yhdisteen muoto on trigonaalinen pyramidi.

Dikloorimetaanin polaarisuus

Minkä tahansa yhdisteen polaarisuus riippuu yhdisteen yksinäisistä elektronipareista ja symmetriasta. Se riippuu myös yhdisteen muodostamiseen osallistuvien molekyylien elektronegatiivisuudesta. Tässä tapauksessa vetyatomi on vähemmän elektronegatiivinen kuin klooriatomi, joten yhdisteessä on nettodipolimomentti. Myös sidosparien järjestely on epäsymmetrinen, mikä tekee dikloorimetaanista polaarisen.

Fysikaaliset ominaisuudet

Nyt kun tiedämme kaiken CH2Cl2:n kemiallisista ominaisuuksista ja rakenteista, tarkastellaanpa sen fysikaalisia ominaisuuksia.

Yhdisteen ominaisuudet	Kokeelliset arvot
DCM:n tiheys	1.3226 g/cm3
DCM:n molekyylipaino	84.93 g/mol
DCM:n kiehumispiste	39.60C
DCM:n sulamispiste	-97.60C

Dikloorimetaanin käyttökohteet

• DCM:ää käytetään liuottimena elintarviketeollisuudessa ja maalinpoistoaineena.
• Sitä käytetään myös rasvanpoistoaineena.
• Yhdistettä käytetään myös aerosolivalmisteiden valmistuksessa.

Dikloorimetaanin käytön vaarat

• Koska yhdiste on luonteeltaan erittäin haihtuva, se voi aiheuttaa akuutteja hengitysvaaroja. Pitkäaikainen altistuminen dikloorimetaanille voi aiheuttaa huimausta, väsymystä, päänsärkyä ja paljon muuta kaasun akuutin imeytymisen seurauksena.
• Dikloorimetaani metaboloituu elimistössä hiilimonoksidiksi, joka voi aiheuttaa elimistössä hiilimonoksidimyrkytyksen.
• Se on myös yhdistetty erilaisiin syöpätyyppeihin ja on siten syöpää aiheuttava yhdiste.
• Yhdiste ei ole turvallinen myöskään ihmisille, joilla on sydänongelmia, sillä se voi aiheuttaa epänormaaleja sydämen rytmihäiriöitä ja sydänkohtauksia, kun sitä hengitetään pitkään.
• Joskus se voi myös ärsyttää nenää ja kurkkua.

Loppuhuomautukset

Toivon, että tämä artikkeli antaa sinulle yksityiskohtaista tietoa dikloorimetaanista. Yhdisteessä on kaksikymmentä valenssielektronia, joista kahdeksan elektronia osallistuu sidoksen muodostamiseen. Se on sp3-hybridisoitunut ja polaarinen. DCM:llä on tetraedrinen molekyyligeometria ja se on muodoltaan trigonuspyramidin muotoinen.