Πώς να προσδιορίσετε την πολικότητα ενός μορίου

Το αν ένα μόριο είναι πολικό εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την πολικότητα των δεσμών που βρίσκονται σε μια δεδομένη ένωση και ορισμένες παραμέτρους αυτών των δεσμών. Αλλά πριν εξερευνήσουμε τον τρόπο προσδιορισμού της πολικότητας, ακολουθεί μια γρήγορη εξήγηση της πολικότητας

Ένα μόριο είναι πολικό εάν ένα μέρος του έχει μερικό θετικό φορτίο, και ένα άλλο μέρος έχει μερικό αρνητικό φορτίο.

Σε ένα δεσμός, τα άτομα μπορούν είτε να μοιράζονται ηλεκτρόνια (ομοιοπολικά) είτε να τα εγκαταλείπουν (ιοντικά). Το άτομο που συγκρατεί τα ηλεκτρόνια θα είναι επομένως πιο αρνητικά φορτισμένο από το άλλο άτομο.

Η ηλεκτροπαραγωγικότητα είναι ένα μέτρο του πόσο ένα συγκεκριμένο στοιχείο θέλει ηλεκτρόνια. Στην ενότητα Πόροι θα βρείτε έναν περιοδικό πίνακα που αναφέρει την ηλεκτροπαραγωγικότητα κάθε στοιχείου. Όσο υψηλότερος είναι αυτός ο αριθμός, τόσο περισσότερο ένα άτομο αυτού του στοιχείου θα "γουρουνίσει" τα ηλεκτρόνια σε έναν δεσμό.

Οι τιμές ηλεκτροπαραγωγικότητας μπορούν να σας βοηθήσουν να προσδιορίσετε εάν ένας δεσμός μεταξύ δύο ατόμων είναι πιθανό να είναι ομοιοπολικός ή πολικός ομοιοπολικός. Για να το κάνετε αυτό, θα βρείτε την απόλυτη τιμή της διαφοράς μεταξύ των ηλεκτροναγορευτικότητας των δύο ατόμων. Με βάση αυτήν τη διαφορά, ο παρακάτω πίνακας σας ενημερώνει εάν ο δεσμός είναι πολικός ομοιοπολικός, ομοιοπολικός ή ιονικός.

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

Για παράδειγμα, δεδομένου ότι η διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ Η (2.2) και Ο (3.44) είναι 1.24, αυτός ο δεσμός θα ήταν πολικός ομοιοπολικός. Τι σημαίνει όμως αυτό για ένα μόριο που περιέχει δεσμό Ο-Η;

Ενώ ένας δεσμός μπορεί να είναι πολικός εντός ενός μορίου, το ίδιο το μόριο μπορεί όχι. Γιατί είναι αυτό?

Μερικές χρεώσεις ή διπολικές στιγμές (που προκύπτει από την πολικότητα του δεσμού) είναι σημαντικά για τον προσδιορισμό της μοριακής πολικότητας. Αλλά, όλα Ομόλογα πρέπει να ληφθούν υπόψη. Εάν τα διανύσματα μερικής φόρτισης / διπολική ροπή καταλήξουν να ακυρωθούν, τότε το μόριο μπορεί να μην είναι πολικό.

Για να προβλέψετε στιγμές διπόλων, πρέπει να εξετάσετε τη γεωμετρία των δεσμών που μπορείτε να βρείτε μέσω της θεωρίας απωθητικής ζεύγους ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων (VSEPR). Αυτή η θεωρία ξεκινά με την ιδέα ότι τα ηλεκτρόνια ζεύγη στο κέλυφος σθένους ενός ατόμου απωθούν το ένα το άλλο. Τα ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από ένα άτομο θα προσανατολιστούν έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι απωθητικές δυνάμεις.

Ρίξτε μια ματιά στο νερό. Το νερό συνδέεται με δύο υδρογόνα και έχει επίσης δύο μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων. Λόγω των δύο ζευγών δανείων, το μόριο έχει τετραεδρικό λυγισμένο σχήμα. Για να προσδιορίσετε εάν το μόριο είναι πολικό ή όχι, πρέπει να κοιτάξετε τους φορείς μερικής φόρτισης.

Πρώτον, υπάρχουν δύο ζεύγη ηλεκτρονίων στο μόριο, πράγμα που σημαίνει ότι θα υπάρχει ένας μεγάλος φορέας μερικού φορτίου προς αυτή την κατεύθυνση. Στη συνέχεια, το οξυγόνο είναι περισσότερο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο και θα γουρουνίσει τα ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι ο φορέας μερικού φορτίου σε κάθε δεσμό θα έχει ένα συστατικό που δείχνει προς το οξυγόνο.

Ενώ το εσωτερικό μέρος του φορέα σε κάθε δεσμό θα ακυρωθεί, το τμήμα που δείχνει προς το οξυγόνο δεν θα. Ως τέτοια, θα υπάρχει καθαρό μερικό αρνητικό φορτίο στην πλευρά οξυγόνου του μορίου και καθαρή μερική θέση στην πλευρά υδρογόνου του μορίου. Έτσι, το νερό είναι ένα πολικό μόριο.

Τι γίνεται με το CO₂?

Πρώτον, CO₂ δεν έχει μοναχικά ζεύγη αφού όλα τα ηλεκτρόνια εμπλέκονται σε δύο σύνολα διπλών δεσμών μεταξύ C και O. Αυτό σημαίνει ότι CO₂ έχει γραμμική γεωμετρία.

Στη συνέχεια, ο δεσμός C-O είναι πολικός ομοιοπολικός καθώς η διαφορά στις ηλεκτροναγονητικότητα είναι 0,89. Τώρα, πρέπει να χαρτογραφήσετε τη διπολική στιγμή για να κάνετε τη μοριακή γεωμετρία. Το ένα άκρο του μορίου έχει ένα μερικό αρνητικό φορτίο που δείχνει προς το οξυγόνο. Αυτό όμως ισχύει και στην άλλη άκρη. Ως αποτέλεσμα, οι διπολικές ροπές ακυρώνονται.

Έτσι, CO₂ είναι ένα μη πολικό μόριο.

Δοκιμάστε τον εαυτό σας: Είναι CH₄ πολικό ή μη πολικό;

Συμβουλή: Σχεδιάστε το μοριακό σχήμα και, στη συνέχεια, υπολογίστε τη διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας.

Απάντηση: Δεδομένου ότι όλες οι διπολικές ροπές ακυρώνονται σε αυτό το τετραεδρικό μόριο, CH₄ είναι μη πολικό.