Molekyylin napaisuuden määrittäminen

Se, onko molekyyli polaarinen vai ei, riippuu kokonaan tietyssä yhdisteessä olevien sidosten polaarisuudesta ja näiden sidosten joistakin parametreista. Mutta ennen syventymistä napaisuuden määrittämiseen, tässä on nopea napaisuuden selitys

Molekyyli on polaarinen, jos sen yhdellä osalla on osittainen positiivinen varaus, ja toisella osalla on osittainen negatiivinen varaus.

Jonkin sisällä sidos, atomit voivat joko jakaa elektroneja (kovalenttisia) tai luovuttaa niitä (ionisia). Elektroneja lähempänä pitävä atomi on siis negatiivisemmin varautunut kuin toinen atomi.

Elektronegatiivisuus mittaa sitä, kuinka paljon tietty elementti haluaa elektroneja. Resurssit-osiosta löydät jaksollisen taulukon, joka raportoi kunkin elementin elektronegatiivisuuden. Mitä suurempi tämä luku, sitä enemmän kyseisen elementin atomi "tarttuu" elektroneihin sidoksessa.

Elektronegatiivisuusarvot voivat auttaa sinua selvittämään, onko kahden atomin välinen sidos todennäköisesti kovalenttinen vai polaarinen. Tätä varten löydät kahden atomin elektronegatiivisuuden välisen eron absoluuttisen arvon. Tämän eron perusteella seuraava taulukko kertoo, onko sidos polaarinen kovalenttinen, kovalenttinen vai ioninen.

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

Esimerkiksi koska elektronegatiivisuuden ero H: n (2,2) ja O: n (3,44) välillä on 1,24, tämä sidos olisi polaarinen kovalenttinen. Mutta mitä se tarkoittaa molekyylille, joka sisältää O-H-sidoksen?

Vaikka sidos voi olla polaarinen molekyylissä, itse molekyyli ei välttämättä. Miksi tämä on?

Osittaiset maksut tai dipolihetket (sidoksen polaarisuudesta johtuvat) ovat tärkeitä molekyylipolaarisuuden määrittämisessä. Mutta, kaikki joukkovelkakirjat on otettava huomioon. Jos osittaisen varauksen / dipolimomentin vektorit lopulta poistuvat, molekyyli ei välttämättä ole polaarinen.

Dipolimomenttien ennustamiseksi sinun on tutkittava sidosten geometria, jonka löydät valenssikuoren elektronipari-hylkimisen (VSEPR) teorian kautta. Tämä teoria alkaa ajatuksesta, että elektroniparit atomin valenssikuoressa hylkivät toisiaan. Atomin ympärillä olevat elektroniparit suuntautuvat täten vastahäiriöiden minimoimiseksi.

Katsokaa vettä. Vesi on sitoutunut kahteen vetyyn, ja siinä on myös kaksi yksinäistä elektroniparia. Kahden lainaparin takia molekyylillä on tetraedrinen taivutettu muoto. Sen määrittämiseksi, onko molekyyli polaarinen, on tarkasteltava osavarausvektoreita.

Ensinnäkin molekyylissä on kaksi elektroniparia, mikä tarkoittaa, että siihen suuntaan tulee olemaan suuri osavarausvektori. Seuraavaksi happi on enemmän elektronegatiivista kuin vety ja sietää elektroneja. Tämä tarkoittaa, että kunkin sidoksen osavarausvektorissa on komponentti, joka osoittaa kohti happea.

Vaikka kunkin sidoksen vektorin sisäinen komponentti kumoutuu, happea kohti osoittava osa ei. Sellaisena molekyylin happipuolella on osittainen negatiivinen negatiivinen varaus ja molekyylin vetypuolella osittainen nettoasento. Siten vesi on polaarimolekyyli.

Entä CO₂?

Ensinnäkin CO₂ ei ole yksinäisiä pareja, koska kaikki elektronit ovat mukana kahdessa kaksoissidosryhmässä C: n ja O: n välillä. Tämä tarkoittaa, että CO₂ on lineaarinen geometria.

Seuraavaksi C-O-sidos on polaarinen kovalenttinen, koska ero elektronegatiivisuudessa on 0,89. Nyt sinun on kartoitettava dipolimomentti molekyyligeometrian tekemiseksi. Molekyylin yhdessä päässä on osittainen negatiivinen varaus, joka osoittaa happea kohti. Mutta tämä pätee myös toisesta päästä. Tämän seurauksena dipolimomentit katoavat.

Siten CO₂ on ei-polaarinen molekyyli.

Testaa itsesi: Onko CH₄ napainen vai ei-napainen?

Vihje: Piirrä molekyylin muoto ja laske sitten elektronegatiivisuuden ero.

Vastaus: Koska kaikki dipolimomentit peruuttuvat tässä tetraedraalisessa molekyylissä, CH₄ on ei-polaarinen.