Elektronegativiteit bepaalt hoeveel een atoom elektronen wil. Hoe meer elektronegatief een atoom is, hoe meer het elektronen wil. Dit is belangrijk om in gedachten te houden bij het bekijken van de verschillende soorten obligaties.
Als één atoom veel meer is elektronegatief dan een ander, dan kan het ofwel een elektron volledig van het andere atoom nemen (ionische binding), of het kan de elektronen eenvoudigweg meer naar zich toe trekken (polaire covalente binding). Dientengevolge zijn covalente bindingen die atomen bevatten met zeer hoge elektronegativiteiten (zoals zuurstof of fluor) polair. De zuurstof of fluor slorpen de elektronen op.
Dit is de basis voor het verschil tussen polaire en niet-polaire bindingen. De ongelijke verdeling van elektronen heeft tot gevolg dat de binding een gedeeltelijk positief uiteinde en een gedeeltelijk negatief uiteinde heeft. Het meer elektronegatieve atoom is gedeeltelijk negatief (aangeduid met δ-) terwijl het andere uiteinde gedeeltelijk positief is (aangeduid met δ+).
Chemische bindingen classificeren
Obligaties kunnen ofwel volledig apolair of volledig polair zijn. Een volledig polaire binding treedt op wanneer een van de atomen zo elektronegatief is dat het een elektron van het andere atoom neemt (dit wordt een ionbinding).
Aan de andere kant, wanneer de elektronegativiteiten precies hetzelfde zijn, wordt de binding beschouwd als een niet-polaire covalente binding. De twee atomen delen elektronen volledig.
Maar wat gebeurt er tussen deze twee uitersten?
Hier is een tabel die laat zien wat voor soort binding zich waarschijnlijk vormt op basis van het verschil in elektronegativiteit:
| Obligatietype: | Elektronegatief verschil |
|---|---|
Puur covalent |
< 0.4 |
Polaire covalente |
tussen 0,4 en 1,8 |
Ionisch |
> 1.8 |
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
Het verschil tussen polaire en niet-polaire bindingen is dus te wijten aan het elektronegativiteitsverschil van de atomen.
Polair vs. niet-polair
Een verbinding kan polaire covalente bindingen hebben en toch geen polaire verbinding zijn. Waarom is dat?
Polaire verbindingen hebben een netto dipool als gevolg van polaire bindingen die asymmetrisch zijn gerangschikt. Dit betekent dat ze zowel een gedeeltelijke positieve als gedeeltelijke positieve lading hebben die elkaar niet opheffen. Een voorbeeld hiervan is water.
Niet-polaire verbindingen kunnen hun elektronen volledig delen, of ze kunnen symmetrische polaire bindingen hebben die uiteindelijk elke vorm van netto dipool opheffen. Een voorbeeld hiervan is BF3. Omdat de polaire bindingen in een enkel vlak zijn gerangschikt, heffen ze elkaar uiteindelijk op.
Waarom is polariteit belangrijk?
Chemische polariteit speelt een grote rol in hoe verschillende moleculen op elkaar inwerken. Waarom lost suiker bijvoorbeeld op in water en olie niet?
Het draait allemaal om polair vs. niet-polair.
Water is een polair oplosmiddel. Het zuurstofatoom bevat twee eenzame paren en is meer elektronegatief dan waterstof, waardoor de elektronen naar zich toe worden getrokken. Als gevolg hiervan heeft het zuurstofatoom een gedeeltelijke negatieve lading. De waterstofatomen daarentegen zijn in wezen protonen en hebben een daarmee geassocieerde gedeeltelijke positieve lading.
Suiker is ook polair! Het heeft veel hydroxylgroepen (OH) die gemakkelijk waterstofbruggen kunnen maken. Suiker heeft dus zowel gedeeltelijke positieve als negatieve ladingen. Dientengevolge zijn er waterstofbrugdonoren en -acceptoren in zowel water als in suiker. Om deze reden zal suiker oplossen in water.
Aan de andere kant bestaat zoiets als olie voornamelijk uit C-H-bindingen. Zoals hierboven besproken, is een C-H-binding niet polair omdat de elektronegativiteit tussen de twee atomen in de binding niet zo verschillend is. Dit betekent dat olie over het algemeen niet echt een gedeeltelijke positieve of negatieve lading heeft. Dit gebrek aan gedeeltelijke ladingen betekent dat het oliemolecuul geen waterstofbinding kan maken. Omdat water graag waterstof bindt en bij polaire moleculen blijft, zal het water de olie niet oplossen.
Een blik op de structuur van de verbinding en de aard van de bindingen die het bevat, zal je veel vertellen over de vraag of het molecuul al dan niet een gedeeltelijke positieve of gedeeltelijke negatieve lading kan hebben. Als het kan, dan is het waarschijnlijk polair. Zo niet, dan is het niet-polair.