A metilén-klorid, más néven diklór-metán (DCM) egy szerves kémiai vegyület. A CH2Cl2 a DCM kémiai képlete. Színtelen és illékony, édes szagú folyadék. A vegyület a természetben vulkánokból, vizes élőhelyekről és más óceáni forrásokból származik. Számos felhasználási területe van, de elsősorban az élelmiszeriparban használják. Ebben a cikkben részletesen megismerjük a szerkezetét, a molekulageometriát, az alkalmazásokat és egyéb kémiai tulajdonságait.
Tartalom
CH2Cl2 Lewis szerkezet
Minden kémiai vegyület, köztük a szerves vegyületek tulajdonságainak és szerkezetének megértéséhez rendkívül fontos a Lewis szerkezet. A Lewis-szerkezet egy olyan elmélet, amely az oktett-szabály alapján segít megérteni egy adott vegyület szerkezetét. Az oktett-szabály szerint egy molekulának nyolc elektronnal kell rendelkeznie a külső héjában ahhoz, hogy inert vagy stabil legyen. Ebben a vegyületben egy molekula szén, két molekula hidrogén és két molekula klór található.
A Lewis-szerkezet megismeréséhez elengedhetetlen a vegyületben lévő valenciaelektronok számának meghatározása. A valenciaelektronok azoknak az elektronoknak az összessége, amelyekkel minden molekula rendelkezik a vegyület külső héjában. Ezek az elektronok tartalmazzák azokat, amelyek részt vesznek a kötésképzésben, valamint azokat, amelyek nem vesznek részt a kötésképzésben. A kötésképzésben részt vevő elektronokat kötő elektronpároknak nevezzük. Míg azokat, amelyek nem vesznek részt kötések kialakításában, magányos elektronpároknak vagy nem kötő elektronpároknak nevezzük.
A Lewis-szerkezetben a vonalak a kötéseket, a pontok pedig a valenciaelektronokat jelölik. Amikor a CH2Cl2-ről beszélünk, a szén kevésbé elektronegatív, mint a klóratomok. A Lewis-szerkezet megértéséhez először számítsuk ki a diklórmetán összes valenciaelektronjainak számát.
A szénnek négy valenciaelektronja van, a hidrogénnek egy valenciaelektronja, és mint minden halogénnek, a klórnak is hét valenciaelektronja van.
Valenciaelektronok száma összesen = 4 + 2*1 + 2*7
= 4+2+14
= 20
A vegyületben húsz valenciaelektron van, és négy kötés jön létre. A központi szénatom mind a hidrogén-, mind a klóratommal két kötést képez. Így a szén négy valenciaelektronja, a hidrogén és a klór egyenként két-két elektronja vesz részt a kötésképzésben.
Diklórmetán hibridizációja
Amikor két vagy molekula vesz részt a kötésképzésben, az elektronok megosztása miatt átfedik a pályáikat. Ezeket az átfedő pályákat hibrid pályáknak nevezzük. A diklórmetánban kialakult kötések kovalens kötések. A központi szén hibridizált, mivel a molekula mind a négy kötést kialakítja a vegyületben. Egy elektron a 22-es pályáról és három másik elektron a 2p pályáról vesz részt a kötések kialakításában. Így a CH2Cl2-ben a szénatom hibridizációja sp3.
A diklór-metán molekuláris geometriája
Viszonylag könnyű megérteni egy vegyület molekuláris geometriáját, miután ismerjük a Lewis szerkezetét és hibridizációját. A molekulák elrendeződése ebben a vegyületben olyan, hogy a szénatom a központi atomban van, az egyik hidrogénatom a legfelső, legfelső pozícióban van, a másik pedig a központi atomtól balra. Hasonlóképpen, az egyik klóratom a Szénatomtól jobbra, a másik pedig a központi atomtól lefelé helyezkedik el. Mivel a hibridizáció sp3, a diklórmetán molekuláris geometriája tetraéderes lesz. A vegyület alakja trigonális piramis alakú.
Diklórmetán polaritása
Minden vegyület polaritása a magányos elektronpároktól és a vegyület szimmetriájától függ. Függ továbbá a vegyület kialakításában részt vevő molekulák elektronegativitásától is. Itt a hidrogénatom kevésbé elektronegatív, mint a klóratom, ezért a vegyületben nettó dipólusmomentum van. Emellett a kötéspárok elrendeződése aszimmetrikus, ami a diklórmetánt polárissá teszi.
Fizikai tulajdonságok
Most, hogy mindent tudunk a CH2Cl2 kémiai tulajdonságairól és szerkezetéről, nézzük meg a fizikai tulajdonságait.
| A vegyület tulajdonságai | Kísérleti értékek |
| A DCM sűrűsége | 1.3226 g/cm3 |
| DCM molekulatömege | 84,93 g/mol |
| DCM forráspontja | 39.60C |
| A DCM olvadáspontja | -97.60C |
A diklór-metán felhasználási területei
- A DCM-et oldószerként használják az élelmiszeriparban és festékeltávolítóként.
- Zsírtalanító szerként is használják.
- A vegyületet aeroszol készítmények előállításához is használják.
A diklór-metán használatának veszélyei
- Mivel a vegyület erősen illékony természetű, akut belégzési veszélyt okozhat. A DCM hosszan tartó expozíciója szédülést, fáradtságot, fejfájást és sok mást okozhat a gáz akut felszívódása következtében.
- A DCM szén-monoxidként metabolizálódik a szervezetben, ami szén-monoxid-mérgezéshez vezethet a szervezetben.
- A DCM-et különböző ráktípusokkal is kapcsolatba hozták, így rákkeltő vegyületnek számít.
- A vegyület a szívproblémákkal küzdő emberek számára sem biztonságos, mivel hosszabb ideig belélegezve rendellenes szívritmust és szívrohamot okozhat.
- Egyes esetekben az orrot és a torkot is irritálhatja.
Záró megjegyzések
Remélem, ez a cikk részletes tájékoztatást nyújt a diklór-metánról. A vegyületnek húsz valenciaelektronja van, ebből nyolc elektron vesz részt a kötésképzésben. Sp3 hibridizációval rendelkezik és poláris. A DCM tetraéderes molekulageometriájú és trigonális piramis alakú.