В химията полярността се отнася до начина, по който атомите се свързват помежду си. Когато атомите се обединят в химическа връзка, те споделят електрони. Полярна молекула възниква, когато един от атомите упражнява по-силна сила на привличане върху електроните в връзката. Електроните се привличат повече към този атом, така че молекулата показва лек дисбаланс на заряда.
Мястото на електроните в една връзка
В неутрален атом електроните обикалят ядрото на атома в облак. Когато атомите се свързват, те споделят тези електрони. В този случай облаците с електронна плътност се пресичат помежду си. Това е най-ясно изразено при ковалентна връзка, в която електроните се споделят по равно. Когато молекулата е полярна, обаче, електроните се стремят към един от атомите на връзката. Точното изображение на облаците с електронна плътност за тези връзки може да се различава в зависимост от участващите атоми.
Определяне на полярността
Полярността на връзката се определя от периодична концепция, наречена електроотрицателност. Електронегативността е израз на тенденцията на атома да привлича електрони в химическа връзка. За да определите полярността на връзката, трябва да намерите разликата в електроотрицателността на участващите атоми. Ако разликата е между 0,4 и 1,7, връзката ще бъде полярна. Ако разликата е по-голяма, връзката ще има йонен характер. Това означава, че електроните ще бъдат взети от по-малко електроотрицателния елемент и ще прекарат цялото си време в орбита около по-електроотрицателния елемент. Ако разликата в електроотрицателността е по-малка от 0,4, връзката ще бъде неполярна ковалентна. Това означава, че електроните ще бъдат разпределени по равно между атомите и връзката няма да има полярен характер.
Диполен момент
При полярна връзка получената разлика в частичните заряди на всеки атом се нарича диполен момент. Отрицателният частичен заряд се намира в по-електроотрицателния елемент. Положителният частичен заряд се намира на по-малко електроотрицателния елемент. Диполните моменти в отделните връзки, които изграждат молекула, могат да дадат на цялата молекула съответния нетен диполен момент. Докато се казва, че молекулата е електрически неутрална, тя все още има някои привлекателни и отблъскващи свойства поради диполния си момент. Това може да доведе до някои уникални молекулярни свойства. Например, молекулният диполен момент на молекулата на водата води до характерно високото повърхностно напрежение на водата.
Полярни връзки и полярни молекули
В определени случаи отделните връзки на молекулата са с полярна природа, но самата молекула не е така. Това се случва, когато частичните заряди се отменят взаимно поради еднаква сила и противоположна физическа ориентация. Например молекулата на въглеродния диоксид се състои от две въглерод-кислородни връзки. Електроотрицателността на кислорода е 3,5, а електроотрицателността на въглерода е 2,5. Те имат разлика от една, което означава, че всяка връзка въглерод-кислород е полярна. В молекулата на въглеродния диоксид обаче атомите са ориентирани линейно с въглерода в средата. Частичните заряди на двата кислородни атома се отменят, като се получава неполярна молекула.