Jak vysvětlit polaritu

V chemii se polarita týká způsobu, jakým se atomy navzájem váží. Když se atomy spojí v chemické vazbě, sdílejí elektrony. Polární molekula vzniká, když jeden z atomů působí silnější přitažlivou silou na elektrony ve vazbě. Elektrony se přitahují více k tomuto atomu, takže molekula vykazuje mírnou nerovnováhu náboje.

V neutrálním atomu obíhají elektrony jádro atomu v oblaku. Když se atomy spojí, sdílejí tyto elektrony. V tomto případě se mraky elektronové hustoty protínají navzájem. To je nejvýraznější v kovalentní vazbě, ve které jsou elektrony sdíleny stejně. Když je molekula polární, elektrony mají sklon k jednomu z atomů vazby. Přesný obraz mraků hustoty elektronů pro tyto vazby se může lišit v závislosti na zúčastněných atomech.

Polarita vazby je určena periodickým konceptem zvaným elektronegativita. Elektronegativita je výrazem tendence atomu přitahovat elektrony v chemické vazbě. Chcete-li určit polaritu vazby, musíte najít rozdíl v elektronegativitě zúčastněných atomů. Pokud je rozdíl mezi 0,4 a 1,7, vazba bude polární. Pokud je rozdíl větší, vazba bude mít iontový charakter. To znamená, že elektrony budou převzaty z méně elektronegativního prvku a veškerý svůj čas stráví obíháním více elektronegativního prvku. Pokud je rozdíl v elektronegativitách menší než 0,4, vazba bude nepolární kovalentní. To znamená, že elektrony budou sdíleny rovnoměrně mezi atomy a vazba nebude mít polární charakter.

V polární vazbě se výsledný rozdíl v parciálních nábojích každého atomu nazývá dipólový moment. Záporný částečný náboj je umístěn na elektronegativnějším prvku. Kladný částečný náboj je umístěn na méně elektronegativním prvku. Dipólové momenty v jednotlivých vazbách, které tvoří molekulu, mohou dát celé molekule odpovídající čistý dipólový moment. I když se o molekule říká, že je elektricky neutrální, stále má díky svému dipólovému momentu některé atraktivní a odpudivé vlastnosti. To může vést k některým jedinečným molekulárním vlastnostem. Například molekulární dipólový moment molekuly vody vede k charakteristicky vysokému povrchovému napětí vody.

V určitých případech mají jednotlivé vazby molekuly polární povahu, ale samotná molekula není. K tomu dochází, když se částečné náboje navzájem ruší kvůli stejné síle a opačné fyzické orientaci. Například molekula oxidu uhličitého se skládá ze dvou vazeb uhlík-kyslík. Elektronegativita kyslíku je 3,5 a elektronegativita uhlíku je 2,5. Mají rozdíl jeden, což znamená, že každá vazba uhlík-kyslík je polární. V molekule oxidu uhličitého jsou však atomy orientovány lineárně s uhlíkem uprostřed. Částečné náboje dvou atomů kyslíku se ruší, čímž se získá nepolární molekula.