Wie erkennt man, ob eine Verbindung polar oder nicht polar ist?

Bevor Sie bestimmen, ob eine Verbindung polar ist, müssen Sie feststellen, ob die Bindungen in dieser Verbindung polar sind oder nicht. Sie müssen auch die molekulare Geometrie der Bindungen und alle einsamen Elektronenpaare bestimmen.

Bevor Sie darüber sprechen, ob eine ganze Verbindung polar ist oder nicht, werfen Sie einen Blick darauf, was bestimmt, ob eine Bindung polar ist oder nicht. Sie können dann diese Regeln anwenden, um zu bestimmen, ob jedes Molekül polar oder unpolar ist.

Ein Molekül ist polar, wenn ein Teil davon a. hat partielle positive Ladung, und der andere Teil hat a teilweise negative Ladung.

In einer Bindung können Atome entweder Elektronen teilen (kovalent) oder sie abgeben (ionisch). Das Atom, das die Elektronen näher hält, wird daher negativer geladen sein als das andere Atom.

Die Elektronegativität ist ein Maß dafür, wie sehr ein bestimmtes Element Elektronen haben möchte. Im Abschnitt Ressourcen finden Sie ein Periodensystem, das die Elektronegativität jedes Elements angibt. Je höher diese Zahl ist, desto mehr wird ein Atom dieses Elements die Elektronen in einer Bindung "einfangen". Fluor ist beispielsweise das elektronegativste Element.

Elektronegativitätswerte können Ihnen helfen zu bestimmen, welche Art von Bindung zwischen zwei Atomen besteht. Ist die Bindung wahrscheinlich ionisch oder kovalent? Bestimmen Sie dazu den Absolutwert der Differenz zwischen den Elektronegativitäten der beiden Atome. Basierend auf diesem Wert zeigt die folgende Tabelle, ob die Bindung eine polare kovalente Bindung, eine kovalente Bindung oder eine ionische Bindung ist.

Denken Sie an Wasser. Wie groß ist der Elektronegativitätsunterschied zwischen Atomen in Wasser? Die Elektronegativitätsdifferenz zwischen H (2.2) und O (3.44) beträgt 1.24. Als solche ist die Bindung polar kovalent.

Wie Sie oben gesehen haben, kann eine Bindung innerhalb eines Moleküls polar sein. Was bedeutet das für das gesamte Molekül?

Bei der Bestimmung der Molekülpolarität, alle Anleihen müssen berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass die Vektorpartialladung jeder Bindung addiert werden muss. Wenn sie sich aufheben, ist das Molekül möglicherweise nicht polar. Wenn noch Vektorkomponenten übrig sind, ist die Bindung polar.

Um die Richtung dieser Vektoren zu bestimmen, muss man die Molekülgeometrie der Bindungen untersuchen. Sie finden dies über die Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßungstheorie (VSEPR).

Die Theorie geht von der Idee aus, dass sich Elektronenpaare in der Valenzschale eines Atoms gegenseitig abstoßen (da sich wie Ladungen abstoßen). Als Ergebnis orientieren sich die Elektronenpaare um ein Atom herum, um abstoßende Kräfte zu minimieren.

Schauen Sie sich das Wasser noch einmal an. Wasser ist an zwei Wasserstoffatome gebunden und hat auch zwei einsame Elektronenpaare. Es hat eine tetraedrisch gebogene Form.

Um zu bestimmen, ob das Molekül polar ist oder nicht, müssen Sie sich die Teilladungsvektoren an den beiden Bindungen im Molekül ansehen.

Erstens gibt es zwei Elektronenpaare auf dem Molekül, was bedeutet, dass es einen großen negativen Partialladungsvektor in diese Richtung gibt.

Als nächstes ist Sauerstoff elektronegativer als Wasserstoff und nimmt die Elektronen auf. Dies bedeutet, dass der Partialladungsvektor an jeder Bindung eine negative Komponente hat, die zum Sauerstoff zeigt.

Die nach innen gerichtete Komponente des Vektors jeder Anleihe wird aufgehoben. Der zum Sauerstoff zeigende Teil wird nicht abgebrochen. Als Ergebnis gibt es eine negative Nettopartialladung zur Sauerstoffseite des Moleküls. Es gibt auch eine Nettopartialposition zur Wasserstoffseite des Moleküls.

Diese Analyse zeigt, dass Wasser a polares Molekül.

Was ist mit CH4?

Zuerst CH₄ hat keine freien Elektronenpaare, da alle Elektronen an einer Einfachbindung zwischen C und H beteiligt sind. CH₄ hat eine tetraedrische Molekülgeometrie.

Als nächstes ist die C-H-Bindung kovalent, da die Differenz der Elektronegativität 0,35 beträgt. Alle Bindungen sind kovalent, und es wird kein großes Dipolmoment geben. Somit ist CH₄ ist ein unpolares Molekül.

Der Unterschied zwischen polaren und unpolaren Molekülen kann somit durch die Teilladungsvektoren jeder Bindung ermittelt werden.