Kuidas määrata molekuli polaarsust

See, kas molekul on polaarne või mitte, sõltub täielikult antud ühendis leiduvate sidemete polaarsusest ja nende sidemete mõningatest parameetritest. Kuid enne polaarsuse määramise uurimist on siin kiire polaarsuse selgitus

Molekul on polaarne, kui selle ühel osal on osaline positiivne laeng ja teisel osal on negatiivne laeng.

Sees side, võivad aatomid kas jagada elektrone (kovalentsed) või neist loobuda (ioonsed). Elektrone lähemal hoidev aatom on seega negatiivsemalt laetud kui teine ​​aatom.

Elektronegatiivsus on näitaja selle kohta, kui palju konkreetne element elektrone soovib. Jaotisest Ressursid leiate perioodilise tabeli, mis kajastab iga elemendi elektronegatiivsust. Mida suurem on see arv, seda rohkem "haarab" selle elemendi aatom elektronid sidemega.

Elektronegatiivsuse väärtused võivad aidata teil kindlaks teha, kas kahe aatomi vaheline side on tõenäoliselt kovalentne või polaarne kovalentne. Selleks leiate kahe aatomi elektronegatiivsuste erinevuse absoluutväärtuse. Selle erinevuse põhjal ütleb järgmine tabel teile, kas side on polaarne kovalentne, kovalentne või ioonne.

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

Näiteks kuna H (2,2) ja O (3,44) elektronegatiivsuse erinevus on 1,24, oleks see side polaarne kovalentne. Kuid mida see tähendab O-H sidet sisaldava molekuli jaoks?

Kuigi side võib molekulis olla polaarne, ei pruugi molekul ise olla. Miks on see?

Osalised tasud või dipoolsed hetked (mis tulenevad sideme polaarsusest) on olulised molekulaarse polaarsuse määramisel. Aga, kõik tuleb kaaluda võlakirju. Kui osalise laengu / dipoolmomendi vektorid kustuvad, ei pruugi molekul olla polaarne.

Dipoolmomentide ennustamiseks peate uurima sidemete geomeetriat, mille leiate valentskesta elektronide paaride tõukamise (VSEPR) teooria kaudu. See teooria algab ideest, et aatomi valentskoores olevad elektronpaarid tõrjuvad üksteist. Elektroonipaarid aatomi ümber orienteeruvad seega tõrjuvate jõudude minimeerimiseks.

Heitke pilk veele. Vesi on seotud kahe vesinikuga ja sellel on ka kaks üksikut elektronipaari. Kahe laenupaari tõttu on molekulil tetraeedriline painutatud kuju. Selleks, et teha kindlaks, kas molekul on polaarne või mitte, peate vaatama osalise laengu vektoreid.

Esiteks on molekulil kaks elektronipaari, mis tähendab, et selles suunas on suur osalise laengu vektor. Järgmisena on hapnik elektronegatiivsem kui vesinik ja see haarab elektronid. See tähendab, et iga sideme osalise laengu vektoril on komponent, mis on suunatud hapniku poole.

Kui iga sideme vektori sisemine komponent tühistub, siis hapniku poole suunatud osa mitte. Sellisena on molekuli hapniku poolel osaline negatiivne negatiivne laeng ja molekuli vesiniku poolel osaline neto laeng. Seega on vesi polaarne molekul.

Aga CO₂?

Esiteks CO₂ tal pole üksikuid paare, kuna kõik elektronid on seotud kahes kaksiksideme komplektis C ja O vahel. See tähendab, et CO₂ on lineaarse geomeetriaga.

Järgmisena on C-O side polaarne kovalentne, kuna elektronegatiivsuste erinevus on 0,89. Nüüd peate molekulaargeomeetria tegemiseks kaardistama dipoolmomendi. Molekuli ühes otsas on osaline negatiivne laeng, mis on suunatud hapniku poole. Kuid see kehtib ka teises otsas. Selle tagajärjel dipoolmomendid kustuvad.

Seega CO₂ on mittepolaarne molekul.

Testi ennast: kas CH₄ polaarne või mittepolaarne?

Vihje: joonistage välja molekulaarne kuju ja arvutage seejärel elektronegatiivsuse erinevus.

Vastus: Kuna selles tetraeedrilises molekulis tühistuvad kõik dipoolmomendid, CH₄ on mittepolaarne.