分子の極性を決定する方法

分子が極性であるかどうかは、特定の化合物に見られる結合の極性と、これらの結合のいくつかのパラメーターに完全に依存します。 しかし、極性を決定する方法を掘り下げる前に、ここに極性の簡単な説明があります

分子の一部が部分的に正の電荷を持ち、別の部分が部分的に負の電荷を持っている場合、分子は極性があります。

で つなぐ、原子は電子を共有する（共有結合する）か、電子をあきらめる（イオン結合）ことができます。 したがって、電子をより近くに保持する原子は、他の原子よりも負に帯電します。

電気陰性度は、特定の元素がどれだけ電子を必要としているかを示す尺度です。 リソースセクションには、各元素の電気陰性度を報告する周期表があります。 この数が大きいほど、その元素の原子が結合内の電子を「占有」します。

電気陰性度の値は、2つの原子間の結合が共有結合であるか極性共有結合である可能性が高いかを判断するのに役立ちます。 これを行うために、2つの原子の電気陰性度の差の絶対値を見つけます。 この違いに基づいて、次の表は、結合が極性共有結合、共有結合、またはイオン結合のいずれであるかを示しています。

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

たとえば、H（2.2）とO（3.44）の電気陰性度の差は1.24であるため、この結合は極性共有結合になります。 しかし、それはO-H結合を含む分子にとって何を意味するのでしょうか？

結合は分子内で極性がある場合がありますが、分子自体はそうではない場合があります。 どうしてこれなの？

部分電荷または 双極子モーメント （結合極性に起因する）分子極性を決定する上で重要です。 だが、 すべて 債券を考慮する必要があります。 部分電荷/双極子モーメントのベクトルが相殺されてしまう場合、分子は極性ではない可能性があります。

双極子モーメントを予測するには、価電子対反発（VSEPR）理論を介して見つけることができる結合の形状を調べる必要があります。 この理論は、原子の価電子殻内の電子対が互いに反発するという考えから始まります。 したがって、原子の周りの電子対は、反発力を最小限に抑えるために向きを変えます。

水を見てください。 水は2つの水素に結合しており、孤立電子対も2つあります。 2つの孤立電子対があるため、分子は四面体の曲がった形状をしています。 分子が極性であるかどうかを判断するには、部分電荷ベクトルを調べる必要があります。

まず、分子上に2つの電子対があります。これは、その方向に大きな部分電荷ベクトルがあることを意味します。 次に、酸素は水素よりも電気陰性度が高く、電子を占有します。 これは、各結合の部分電荷ベクトルが酸素を指す成分を持つことを意味します。

各結合のベクトルの内向き成分はキャンセルされますが、酸素を指す部分はキャンセルされません。 そのため、分子の酸素側に正味の部分的な負電荷があり、分子の水素側に正味の部分的な位置があります。 したがって、水は極性分子です。

COはどうですか₂?

まず、CO₂ すべての電子がCとOの間の2組の二重結合に関与しているため、孤立電子対はありません。 これは、COが₂ 線形形状を持っています。

次に、電気陰性度の差が0.89であるため、C-O結合は極性共有結合です。 次に、分子構造を作成するために双極子モーメントをマッピングする必要があります。 分子の一端には、酸素を指す部分的な負電荷があります。 しかし、これは反対側にも当てはまります。 その結果、双極子モーメントは相殺されます。

したがって、CO₂ 非極性分子です。

自分でテストする：CHですか₄ 極性または非極性？

ヒント：分子の形状を描き、電気陰性度の差を計算します。

回答：この四面体分子ではすべての双極子モーメントがキャンセルされるため、CH₄ 無極性です。