Kemiassa polaarisuus viittaa tapaan, jolla atomit sitoutuvat toisiinsa. Kun atomit yhdistyvät kemiallisesti, ne jakavat elektroneja. Polaarimolekyyli syntyy, kun yksi atomeista kohdistaa voimakkaamman vetovoiman sidoksen elektroneihin. Elektronit vetävät enemmän kohti tätä atomia, niin että molekyylillä on pieni varauksen epätasapaino.
Elektronien paikka joukkovelkakirjassa
Neutraalissa atomissa elektronit kiertävät atomin ydintä pilvessä. Kun atomit sitoutuvat, ne jakavat nämä elektronit. Tässä tapauksessa elektronitiheyspilvet leikkaavat toistensa kanssa. Tämä ilmenee voimakkaimmin kovalenttisessa sidoksessa, jossa elektronit jaetaan tasan. Kun molekyyli on polaarinen, elektronit pyrkivät kohti yhtä sidoksen atomista. Näiden sidosten elektronitiheyspilvien tarkka kuva voi vaihdella mukana olevien atomien mukaan.
Napaisuuden määrittäminen
Sidoksen napaisuuden määrää jaksollinen käsite, jota kutsutaan elektronegatiivisuudeksi. Elektronegatiivisuus on osoitus atomin taipumuksesta houkutella elektroneja kemialliseen sidokseen. Sidoksen napaisuuden määrittämiseksi sinun on löydettävä ero mukana olevien atomien elektronegativiteeteissa. Jos ero on välillä 0,4 ja 1,7, sidos on polaarinen. Jos ero on suurempi, sidoksella on ioninen luonne. Tämä tarkoittaa, että elektronit otetaan vähemmän elektronegatiivisesta elementistä ja viettävät kaiken aikansa kiertämällä elektronegatiivisempaa elementtiä. Jos ero elektronegatiivisuudessa on pienempi kuin 0,4, sidos on ei-polaarinen kovalenttinen. Tämä tarkoittaa, että elektronit jaetaan tasaisesti atomien välillä ja sidoksella ei ole polaarista luonnetta.
Dipolihetki
Polaarisidoksessa syntynyttä eroa kunkin atomin osavarauksissa kutsutaan dipolimomentiksi. Negatiivinen osavaraus sijaitsee elektronegatiivisemmalla elementillä. Positiivinen osavaraus sijaitsee vähemmän elektronegatiivisella elementillä. Dipolimomentit molekyylin muodostavissa yksittäisissä sidoksissa voivat antaa koko molekyylille vastaavan nettodipolimomentin. Vaikka molekyylin sanotaan olevan sähköisesti neutraali, sillä on silti joitain houkuttelevia ja hylkiviä ominaisuuksia dipolimomentinsa vuoksi. Tämä voi johtaa ainutlaatuisiin molekyyliominaisuuksiin. Esimerkiksi vesimolekyylin molekyylidipolimomentti johtaa veden tyypillisesti korkeaan pintajännitykseen.
Polaarisidokset ja polaarimolekyylit
Tietyissä tapauksissa molekyylin yksittäiset sidokset ovat luonteeltaan polaarisia, mutta itse molekyyli ei ole. Tämä tapahtuu, kun osittaiset varaukset peruuttavat toistensa samanvoiman ja vastakkaisen fyysisen suuntautumisen vuoksi. Esimerkiksi hiilidioksidimolekyyli koostuu kahdesta hiili-happisidoksesta. Hapen elektronegatiivisuus on 3,5 ja hiilen elektronegatiivisuus on 2,5. Niillä on yksi ero, mikä tarkoittaa, että jokainen hiili-happisidos on polaarinen. Hiilidioksidimolekyylissä atomit ovat kuitenkin lineaarisesti keskellä olevan hiilen kanssa. Kahden happiatomin osavaraukset kumoutuvat, jolloin saadaan ei-polaarinen molekyyli.