En chimie, la polarité fait référence à la manière dont les atomes se lient les uns aux autres. Lorsque les atomes se réunissent dans une liaison chimique, ils partagent des électrons. Une molécule polaire apparaît lorsque l'un des atomes exerce une force d'attraction plus forte sur les électrons de la liaison. Les électrons sont davantage attirés vers cet atome, de sorte que la molécule présente un léger déséquilibre de charge.
La place des électrons dans une liaison
Dans un atome neutre, les électrons gravitent autour du noyau de l'atome dans un nuage. Lorsque les atomes se lient, ils partagent ces électrons. Dans ce cas, les nuages de densité électronique se croisent. Ceci est plus prononcé dans une liaison covalente, dans laquelle les électrons sont partagés également. Cependant, lorsqu'une molécule est polaire, les électrons tendent vers l'un des atomes de la liaison. L'image exacte des nuages de densité électronique pour ces liaisons peut différer selon les atomes impliqués.
Détermination de la polarité
La polarité d'une liaison est déterminée par un concept périodique appelé électronégativité. L'électronégativité est une expression de la tendance d'un atome à attirer des électrons dans une liaison chimique. Afin de déterminer la polarité d'une liaison, vous devez trouver la différence dans les électronégativités des atomes impliqués. Si la différence est comprise entre 0,4 et 1,7, la liaison sera polaire. Si la différence est plus importante, la liaison aura un caractère ionique. Cela signifie que les électrons seront extraits de l'élément le moins électronégatif et passeront tout leur temps en orbite autour de l'élément le plus électronégatif. Si la différence d'électronégativité est inférieure à 0,4, la liaison sera covalente non polaire. Cela signifie que les électrons seront partagés à parts égales entre les atomes et que la liaison n'aura pas de caractère polaire.
Le moment dipolaire
Dans une liaison polaire, la différence résultante dans les charges partielles de chaque atome est appelée un moment dipolaire. La charge partielle négative se situe au niveau de l'élément le plus électronégatif. La charge partielle positive se situe au niveau de l'élément le moins électronégatif. Les moments dipolaires des liaisons individuelles qui composent une molécule peuvent donner à la molécule entière un moment dipolaire net correspondant. Alors que la molécule est dite électriquement neutre, elle a encore des propriétés attractives et répulsives en raison de son moment dipolaire. Cela peut conduire à des propriétés moléculaires uniques. Par exemple, le moment dipolaire moléculaire de la molécule d'eau conduit à la tension superficielle caractéristique de l'eau.
Liaisons polaires et molécules polaires
Dans certains cas, les liaisons individuelles d'une molécule sont de nature polaire mais la molécule elle-même ne l'est pas. Cela se produit lorsque les charges partielles s'annulent en raison d'une force égale et d'une orientation physique opposée. Par exemple, la molécule de dioxyde de carbone est constituée de deux liaisons carbone-oxygène. L'électronégativité de l'oxygène est de 3,5 et l'électronégativité du carbone est de 2,5. Ils ont une différence de un, ce qui signifie que chaque liaison carbone-oxygène est polaire. Cependant, dans la molécule de dioxyde de carbone, les atomes sont orientés linéairement avec le carbone au milieu. Les charges partielles des deux atomes d'oxygène s'annulent, donnant une molécule non polaire.