Igal molekulil on kolmemõõtmeline elektrilaengute "kuju", mis pärineb aatomite prootonitest ja elektronidest, millest see koosneb, ning sellest, kuidas need ruumis paiknevad. Mõnes molekulis jaotuvad laengud üsna ühtlaselt. Teiste jaoks kogunevad negatiivsed laengud ühte otsa, muutes teise otsa positiivseks. Viimast juhtumit moodustavad polaarmolekulid. Laengute ebaühtlane jaotumine annab neile selge elektrilise polaarsuse.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Polaarmolekuli ühel küljel on positiivne elektrilaeng ja vastasküljel negatiivne laeng.
Mis on tasu?
Molekuli polaarsus või mittepolaarsus seisneb selles, kuidas elektrilaengud jaotuvad selle aatomite vahel. Üksiku aatomi jaoks on laengujaotus sirgjooneline: positiivse laenguga prootonid on kõik tuumas ja tuuma ümber tiirlevad elektronid on kõik negatiivsed. Prootonid ja elektronid tasakaalustuvad neutraalses aatomis ja aatomil on negatiivne või positiivne netolaeng, kui ta saab või kaotab elektrone. Igal juhul, kui pisike väljamõeldud vaatleja "näeb" aatomi elektrilaengut, näeb see väljastpoolt üsna sarnane välja. Üks külg või osa ei erine palju teisest.
Molekulide puhul muutub pilt keeruliseks. Aatomite vahelised sidemed võivad olla korrapärased ja hästi korrastatud või venitatud, painutatud või muul viisil pingutatud.
Kuju saamine
Molekuli kuju mõjutavad mõned erinevad tegurid, sealhulgas kaasatud aatomite elektronegatiivsus, aatomite arv molekulis ja aatomitevaheliste sidemete tüübid. Kui molekulil on kõrge sümmeetriaaste, see tähendab, et kui aatomid moodustavad sirge, rõnga või mõne muu korrapärase kuju, millel on võrdsed küljed, on tõenäoline, et see pole polaarne. Selliste kujudega elektronpilvede negatiivsed laengud kipuvad kogu molekuli ulatuses ühtlustuma. Kuid väljaulatuvate osade, paindude, muhkude ja kinkidega molekulid on tavaliselt polaarsed. Nende molekulide ebakorrapärane kuju sunnib elektrilaenguid kokku minema, jättes ühe külje negatiivsemaks ja teise positiivsemaks.
Dipoolmomendi omamine
Kas molekul on polaarne või mitte, on kraadi küsimus. Kui molekuli üks ots on negatiivsem kui teine, nimetab keemik seda dipooliks. Sellel on kaks erinevat elektrilist poolust, üks positiivne, teine negatiivne. Molekuli laengute erinevuse summa annab suuruse, mida nimetatakse dipoolmomendiks. Ühtlase laengujaotusega molekulide puhul on dipoolmoment väike, kuid laengute erinevuse suurenemisega muutub polaarmoment suuremaks. Dipoolmoment ütleb teile, kui nõrgalt või tugevalt polaarne molekul on.
Polaarmolekulid kleepuvad kokku
Molekuli dipoolmoment mõjutab tugevalt tema käitumist. Näiteks vesi on polaarne molekul. Hapniku aatom tõmbab vesiniku aatomitest elektronid ühele küljele, paljastades prootonid ja muutes vesiniku poole positiivseks, samal ajal kui hapniku pool muutub negatiivseks. Veemolekulide vahelised positiivsed-negatiivsed atraktsioonid põhjustavad nende rühmitamist rühmadesse nagu karikakramagnet. See mõjutab seda, kuidas jääkristallid moodustuvad lumehelvesteks ja kuidas vesi lahustab teisi polaarseid ja ioonseid aineid.