Jak zjistit, zda je sloučenina polární nebo nepolární?

Před určením, zda je sloučenina polární, musíte určit, zda jsou vazby v této sloučenině polární. Musíte také určit molekulární geometrii vazeb a případných párů elektronů.

Než začnete mluvit o tom, zda je nebo není celá sloučenina polární, podívejte se, co určuje, zda je vazba polární či nikoli. Tato pravidla pak můžete použít k určení, zda je každá molekula polární nebo nepolární.

Molekula je polární, pokud jedna její část má a částečný kladný náboj, a druhá část má částečný záporný náboj.

Když jsou ve vazbě, atomy mohou buď sdílet elektrony (kovalentní), nebo se jich vzdát (iontové). Atom, který drží elektrony blíže, bude tedy negativněji nabitý než druhý atom.

Elektronegativita je měřítkem toho, kolik konkrétního prvku chce elektrony. V části Zdroje najdete periodickou tabulku, která uvádí elektronegativitu každého prvku. Čím vyšší je toto číslo, tím více atom tohoto prvku „zaběhne“ elektrony ve vazbě. Například fluor je nejvíce elektronegativní prvek.

Hodnoty elektronegativity vám mohou pomoci určit, jaký druh vazby existuje mezi dvěma atomy. Je vazba pravděpodobně iontová nebo kovalentní? Chcete-li to provést, najděte absolutní hodnotu rozdílu mezi elektronegativitami dvou atomů. Na základě této hodnoty vám následující tabulka řekne, zda je vazbou polární kovalentní vazba, kovalentní vazba nebo iontová vazba.

Přemýšlejte o vodě. Jaký je rozdíl elektronegativity mezi atomy ve vodě? Rozdíl elektronegativity mezi H (2,2) a O (3,44) je 1,24. Vazba je tedy polární kovalentní.

Jak jste viděli výše, vazba v molekule může být polární. Co to znamená pro celou molekulu?

Při určování polarity molekul všechny vazby musí být vzaty v úvahu. To znamená, že vektorový částečný náboj z každé vazby musí být sečten. Pokud se zruší, pak nemusí být molekula polární. Pokud zbývají vektorové komponenty, pak je vazba polární.

Chcete-li najít směr těchto vektorů, musíte prozkoumat molekulární geometrii vazeb. Najdete to pomocí teorie valenčního prostředí odpuzování elektronových párů (VSEPR).

Teorie začíná myšlenkou, že páry elektronů ve valenčním obalu atomu se navzájem odpuzují (protože odpuzují podobné náboje). Ve výsledku se elektronové páry kolem atomu budou orientovat tak, aby minimalizovaly odpudivé síly.

Podívejte se znovu na vodu. Voda je vázána na dva vodíky a má také dva elektrony s volným párem. Má čtyřboký ohnutý tvar.

Chcete-li zjistit, zda je nebo není molekula polární, musíte se podívat na vektory částečných nábojů na dvou vazbách v molekule.

Nejprve jsou na molekule dva páry elektronů, což znamená, že v tomto směru bude velký vektor záporného parciálního náboje.

Kyslík je dále elektronegativní než vodík a pohltí elektrony. To znamená, že vektor částečného náboje na každé vazbě bude mít zápornou složku směřující ke kyslíku.

Vnitřní složka vektoru na každé vazbě se zruší. Část směřující ke kyslíku se nezruší. Výsledkem je čistý částečný záporný náboj směrem k kyslíkové straně molekuly. Existuje také čistá částečná poloha směrem k vodíkové straně molekuly.

Tato analýza ukazuje, že voda je a polární molekula.

A co CH4?

Nejprve CH₄ nemá žádné osamocené páry, protože všechny elektrony jsou zapojeny do jediné vazby mezi C a H. CH₄ má čtyřboká molekulární geometrie.

Dále je vazba C-H kovalentní, protože rozdíl v elektronegativitách je 0,35. Všechny vazby jsou kovalentní a nebude tu velký dipólový moment. CH₄ je nepolární molekula.

Rozdíl mezi polárními a nepolárními molekulami lze tedy najít pomocí vektorů částečného náboje vyplývajících z každé vazby.