Elektronegativita určuje, jak moc chce atom elektrony. Čím elektronegativnější je atom, tím více chce elektrony. To je důležité mít na paměti při pohledu na různé druhy vazeb.
Pokud je jeden atom mnohem více elektronegativní než jiný, pak může buď úplně odebrat elektron z druhého atomu (iontová vazba), nebo může jednoduše přitáhnout elektrony k sobě více (polární kovalentní vazba). Výsledkem je, že kovalentní vazby, které obsahují atomy s velmi vysokou elektronegativitou (jako je kyslík nebo fluor), jsou polární. Kyslík nebo fluor zabíjejí elektrony.
To je základ pro rozdíl mezi polárními a nepolárními vazbami. Nerovné sdílení elektronů má za následek, že vazba má částečně pozitivní konec a částečně negativní konec. Elektronegativnější atom je částečně záporný (označený δ-), zatímco druhý konec je částečně kladný (označený δ+).
Klasifikace chemických vazeb
Vazby mohou být buď zcela nepolární, nebo zcela polární. Úplně polární vazba nastane, když je jeden z atomů natolik elektronegativní, že z druhého atomu vezme elektron (toto se nazývá iontová vazba).
Na druhou stranu, když jsou elektronegativity přesně stejné, vazba se považuje za nepolární kovalentní vazbu. Tyto dva atomy zcela sdílejí elektrony.
Co se ale děje mezi těmito dvěma extrémy?
Zde je tabulka, která ukazuje, jaký druh vazby se pravděpodobně vytvoří na základě rozdílu v elektronegativitě:
| Typ vazby | Elektronegativní rozdíl |
|---|---|
Čistě kovalentní |
< 0.4 |
Polar Covalent |
mezi 0,4 a 1,8 |
Ionic |
> 1.8 |
https://chem.libretexts.org/Courses/Oregon_Institute_of_Technology/OIT%3A_CHE_202_-_General_Chemistry_II/Unit_6%3A_Molecular_Polarity/6.1%3A_Electronegativity_and_Polarity
Rozdíl mezi polárními a nepolárními vazbami je tedy způsoben rozdílem elektronegativity atomů.
Polární vs. Nepolární
Sloučenina může mít polární kovalentní vazby a přesto nemusí být polární sloučeninou. Proč?
Polární sloučeniny mají čistý dipól v důsledku polárních vazeb, které jsou uspořádány asymetricky. To znamená, že mají částečný kladný i částečný kladný náboj, který se nezruší. Příkladem toho je voda.
Nepolární sloučeniny mohou buď úplně sdílet své elektrony, nebo mohou mít symetrické polární vazby, které nakonec zruší jakýkoli druh čistého dipólu. Příkladem toho je BF3. Vzhledem k tomu, že polární vazby jsou uspořádány v jedné rovině, nakonec se ruší.
Proč záleží na polaritě?
Chemická polarita hraje obrovskou roli v interakci různých molekul. Například proč se cukr rozpouští ve vodě, zatímco olej ne?
Je to všechno o polárních vs. nepolární.
Voda je polární rozpouštědlo. Atom kyslíku obsahuje dva osamělé páry a je více elektronegativní než vodík, čímž přitahuje elektrony k sobě. Ve výsledku má atom kyslíku s ním spojený částečný záporný náboj. Vodíky na druhé straně jsou v podstatě protony a mají s nimi spojený částečný kladný náboj.
Cukr je také polární! Má mnoho hydroxylových (OH) skupin, které snadno vytvářejí vodíkové vazby. Cukr má tedy s sebou spojené jak částečné kladné, tak záporné náboje. Výsledkem je, že ve vodě i v cukru existují donory a akceptory vodíkových vazeb. Z tohoto důvodu se cukr rozpustí ve vodě.
Na druhé straně je něco jako ropa tvořeno primárně vazbami CH. Jak bylo diskutováno výše, vazba C-H není polární, protože elektronegativita mezi dvěma atomy ve vazbě není tak odlišná. To znamená, že ropa celkově ve skutečnosti nemá žádný částečný kladný nebo záporný náboj. Tento nedostatek částečných nábojů znamená, že molekula oleje nebude schopna vodíkové vazby. Protože voda má ráda vodíkovou vazbu a zůstává s polárními molekulami, voda olej nerozpustí.
Podíváme-li se na strukturu sloučeniny a povahu vazeb, které obsahuje, řekneme vám hodně o tom, zda molekula může mít částečný kladný nebo částečný záporný náboj. Pokud může, pak je pravděpodobně polární. Pokud ne, pak je nepolární.