Svaka molekula ima trodimenzionalni "oblik" električnih naboja koji dolazi od protona i elektrona atoma od kojih je sastavljena i kako su raspoređeni u svemiru. U nekim molekulama naboji su raspoređeni prilično ravnomjerno. Za druge se negativni naboji skupljaju na jednom kraju, čineći drugi kraj pozitivnim. Polarne molekule čine potonji slučaj. Neravnomjerna raspodjela naboja daje im izrazit električni polaritet.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Polarna molekula ima pozitivan električni naboj na jednoj i negativni naboj na suprotnoj strani.
Što je optužba?
Polaritet ili nepolarnost molekule ovisi o tome kako su električni naboji raspoređeni među njenim atomima. Za pojedini atom, raspodjela naboja je izravna: protoni s pozitivnim nabojem nalaze se u jezgri, a elektroni koji kruže oko jezgre negativni. Protoni i elektroni se uravnotežuju u neutralnom atomu i atom će imati neto negativni ili pozitivni naboj ako dobije ili izgubi elektrone. U svakom slučaju, ako majušni zamišljeni promatrač "vidi" električni naboj atoma, izvana izgleda gotovo isto. Jedna se strana ili dio ne razlikuje puno od druge.
Za molekule se slika komplicira. Veze između atoma mogu biti pravilne i dobro poredane, ili mogu biti rastegnute, savijene ili na drugi način zategnute.
Ulazak u oblik
Nekoliko različitih čimbenika utječe na oblik molekule, uključujući elektronegativnost uključenih atoma, broj atoma u molekuli i vrste veza između atoma. Ako molekula ima visok stupanj simetrije, odnosno ako atomi čine ravnu crtu, prsten ili neki drugi pravilni oblik s jednakim stranama, velika je vjerojatnost da nije polarna. Negativni naboji elektronskih oblaka u takvim oblicima imaju tendenciju da se izjednače po cijeloj molekuli. Međutim, molekule s izbočinama, zavojima, izbočinama i pregibima tipično su polarne. Nepravilan oblik ovih molekula prisiljava nakupljanje električnih naboja, što ostavlja jednu stranu negativnijom, a drugu pozitivnijom.
Dobivanje dipolnog trenutka
Je li molekula polarna ili nije, pitanje je stupnja. Kad je jedan kraj molekule negativniji od drugog, kemičar ga naziva dipolom. Ima dva različita električna pola, jedan pozitivan, drugi negativni. Iznos razlike naboja u molekuli daje veličinu koja se naziva dipolni moment. Za molekule s ravnomjernom raspodjelom naboja dipolni moment je malen, ali s povećanjem razlike naboja polarni moment postaje veći. Dipolni trenutak govori vam koliko je molekula slabo ili jako polarna.
Polarne molekule se drže zajedno
Dipolni trenutak molekule snažno utječe na to kako se ponaša. Na primjer, voda je polarna molekula. Atom kisika povlači elektrone s atoma vodika na jednu stranu, izlažući protone i čineći vodikovu stranu pozitivnom, dok kisikova strana postaje negativna. Pozitivno-negativne privlačnosti između molekula vode uzrokuju da se poredaju u skupine poput lanca tratinčica magneta. To utječe na to kako se kristali leda stvaraju u pahulje i kako voda otapa ostale polarne i ionske tvari.