Voordat u bepaalt of een verbinding polair is, moet u bepalen of de bindingen in die verbinding polair zijn. Je moet ook de moleculaire geometrie van de bindingen en eventuele eenzame elektronenparen bepalen.
Voordat we het hebben over het al dan niet polair zijn van een hele verbinding, kijk eens naar wat bepaalt of een binding al dan niet polair is. U kunt deze regels vervolgens toepassen om te bepalen of elk molecuul polair of niet-polair is.
Wat maakt een Bond Polar?
Een molecuul is polair als een deel ervan een heeft gedeeltelijke positieve lading, en het andere deel heeft een gedeeltelijke negatieve lading.
Wanneer ze in een binding zijn, kunnen atomen elektronen delen (covalent) of ze opgeven (ionisch). Het atoom dat de elektronen dichterbij houdt, zal dus negatiever geladen zijn dan het andere atoom.
Elektronegativiteit is een maat voor hoeveel een bepaald element elektronen wil. In de sectie Bronnen vindt u een periodiek systeem met de elektronegativiteit van elk element. Hoe hoger dit getal, hoe meer een atoom van dat element de elektronen in een binding "opslokt". Fluor is bijvoorbeeld het meest elektronegatieve element.
Elektronegativiteitswaarden kunnen u helpen bepalen wat voor soort binding bestaat tussen twee atomen. Is de binding waarschijnlijk ionisch of covalent? Zoek hiervoor de absolute waarde van het verschil tussen de elektronegativiteiten van de twee atomen. Op basis van deze waarde geeft de volgende tabel aan of de binding een polaire covalente binding, covalente binding of ionische binding is.
Obligatietype |
Elektronegativiteitsverschil |
puur covalent |
<0.4 |
polair covalent |
tussen 0,4 en 1,8 |
ionisch |
>1.8 |
Denk aan water. Wat is het elektronegativiteitsverschil tussen atomen in water? Het elektronegativiteitsverschil tussen H (2.2) en O (3.44) is 1,24. Als zodanig is de binding polair covalent.
Bindingspolariteit en molecuulpolariteit
Zoals je hierboven zag, kan een binding binnen een molecuul polair zijn. Wat betekent dit voor het hele molecuul?
Bij het bepalen van de polariteit van moleculen, alle obligaties moeten worden overwogen. Dit betekent dat de vectordeellading van elke binding moet worden opgeteld. Als ze opheffen, is het molecuul mogelijk niet polair. Als er vectorcomponenten over zijn, dan is de binding polair.
Om de richting van deze vectoren te vinden, moet je de moleculaire geometrie van de bindingen onderzoeken. Je kunt dit vinden via de theorie van de valentieschil-elektronenpaarafstoting (VSEPR).
De theorie begint met het idee dat elektronenparen in de valentieschil van een atoom elkaar afstoten (aangezien gelijke ladingen afstoten). Als gevolg hiervan zullen de elektronenparen rond een atoom zich oriënteren om afstotende krachten te minimaliseren.
Kijk nog eens naar water. Water is gebonden aan twee waterstofatomen en heeft ook twee lone pair-elektronen. Het heeft een tetraëdrische gebogen vorm.
Om te bepalen of het molecuul polair is, moet je kijken naar de partiële ladingsvectoren op de twee bindingen in het molecuul.
Ten eerste zijn er twee elektronenparen op het molecuul, wat betekent dat er een grote negatieve gedeeltelijke ladingsvector in die richting zal zijn.
Vervolgens is zuurstof meer elektronegatief dan waterstof en zal het de elektronen opslokken. Dit betekent dat de partiële ladingsvector op elke binding een negatieve component zal hebben die naar de zuurstof wijst.
De binnenwaartse component van de vector op elke binding zal annuleren. Het gedeelte dat naar de zuurstof wijst, wordt niet geannuleerd. Als gevolg hiervan is er een netto gedeeltelijke negatieve lading naar de zuurstofzijde van het molecuul. Er is ook een netto gedeeltelijke positie naar de waterstofzijde van het molecuul.
Deze analyse laat zien dat water een polair molecuul.
Hoe zit het met CH4?
Ten eerste, CH4 heeft geen eenzame paren omdat alle elektronen betrokken zijn bij een enkele binding tussen C en H. CH4 heeft een tetraëdrische moleculaire geometrie.
Vervolgens is de C-H-binding covalent omdat het verschil in elektronegativiteit 0,35 is. Alle bindingen zijn covalent en er zal geen groot dipoolmoment zijn. Dus, CH4 is een niet-polair molecuul.
Het verschil tussen polaire en niet-polaire moleculen kan dus worden gevonden door de vectoren van gedeeltelijke lading die resulteren uit elke binding.