Minden molekulának van egy háromdimenziós elektromos töltésének „alakja”, amely az atomok protonjaiból és elektronjaiból származik, és hogyan helyezkednek el az űrben. Egyes molekulákban a töltések meglehetősen egyenletesen oszlanak el. Mások számára negatív töltések halmozódnak fel az egyik végén, ami a másik végét pozitívvá teszi. A poláris molekulák alkotják az utóbbi esetet. A töltések egyenetlen eloszlása egyértelmű elektromos polaritást biztosít számukra.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Egy poláris molekula egyik oldala pozitív, az ellenkező oldalán negatív töltésű.
Mi a díj?
A molekula polaritása vagy nem polaritása arról szól, hogy az elektromos töltések hogyan oszlanak meg az atomjai között. Egyetlen atom esetében a töltéseloszlás egyszerű: A pozitív töltésű protonok mind a magban vannak, és a mag körül keringő elektronok mind negatívak. A protonok és az elektronok egy semleges atomban egyensúlyoznak, és az atomnak nettó negatív vagy pozitív töltése lesz, ha elektronokat nyer vagy veszít. Mindenesetre, ha egy apró képzeletbeli megfigyelő „meglátja” az atom elektromos töltését, kívülről nagyjából ugyanúgy néz ki. Az egyik oldal vagy rész nem sokban különbözik a másiktól.
A molekulák esetében a kép bonyolulttá válik. Az atomok közötti kötések lehetnek szabályosak és rendezettek, vagy lehetnek feszítettek, hajlottak vagy más módon feszülhetnek.
Alakba kerülni
Néhány különböző tényező befolyásolja a molekula alakját, beleértve az érintett atomok elektronegativitását, a molekulában lévő atomok számát és az atomok közötti kötések típusait. Ha egy molekula nagyfokú szimmetriával rendelkezik, vagyis ha az atomok egyenes vonalat, gyűrűt vagy más szabályos alakot alkotnak, egyenlő oldalúak, akkor valószínű, hogy nem poláros. Az ilyen formájú elektronfelhők negatív töltései az egész molekula felett általában kiegyenlítenek. A kiemelkedésekkel, hajlásokkal, dudorokkal és törésekkel rendelkező molekulák azonban tipikusan polárosak. Ezeknek a molekuláknak a szabálytalan alakja arra kényszeríti az elektromos töltéseket, hogy az egyik oldal negatívabb, a másik pedig pozitívabb legyen.
Dipólus pillanat
Hogy egy molekula poláris-e vagy sem, az fokozat kérdése. Amikor egy molekula egyik vége negatívabb, mint a másik, a vegyész dipólusnak nevezi. Két különálló elektromos pólusa van, az egyik pozitív, a másik negatív. A molekula közötti töltéskülönbség mennyisége ad egy dipólus-momentumnak nevezett mennyiséget. Az egyenletes töltéseloszlású molekulák esetében a dipólus nyomatéka kicsi, de növekvő töltéskülönbség mellett a poláris pillanat nagyobb lesz. A dipólus pillanat megmondja, hogy a molekula milyen gyengén vagy erősen poláros.
A poláris molekulák összetapadnak
A molekula dipólusmomentuma erősen befolyásolja viselkedését. Például a víz poláris molekula. Az oxigénatom behúzza az elektronokat a hidrogénatomokról az egyik oldalra, kitéve a protonokat és pozitívvá téve a hidrogénoldalt, miközben az oxigénoldal negatívvá válik. A vízmolekulák közötti pozitív-negatív vonzerők miatt csoportokba sorakoznak, mint a százszorszép mágneslánc. Ez befolyásolja, hogy a jégkristályok hópelyhekké alakulnak, és hogyan oldja fel a víz más poláris és ionos anyagokat.