Hvordan bestemme en molekylers polaritet

Hvorvidt et molekyl er polært eller ikke, avhenger helt av polariteten til bindingene som finnes i en gitt forbindelse og noen parametere for disse bindingene. Men før du går inn i hvordan du skal bestemme polaritet, er det en rask forklaring på polaritet

Et molekyl er polært hvis en del av den har en delvis positiv ladning, og en annen del har en delvis negativ ladning.

I en knytte bånd, kan atomer enten dele elektroner (kovalent) eller gi dem opp (ionisk). Atomet som holder elektronene nærmere vil således være mer negativt ladet enn det andre atomet.

Elektronegativitet er et mål på hvor mye et bestemt element vil ha elektroner. I seksjonen Ressurser finner du en periodisk tabell som rapporterer elektronegativiteten til hvert element. Jo høyere dette tallet er, desto mer vil et atom av dette elementet "hogge" elektronene i en binding.

Elektronegativitetsverdier kan hjelpe deg med å bestemme om en binding mellom to atomer sannsynligvis vil være kovalent eller polær kovalent. For å gjøre dette, finner du den absolutte verdien av forskjellen mellom elektronegativitetene til de to atomene. Basert på denne forskjellen forteller tabellen nedenfor deg om bindingen er polær kovalent, kovalent eller ionisk.

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

For eksempel, siden elektronegativitetsforskjellen mellom H (2.2) og O (3.44) er 1.24, vil denne bindingen være polær kovalent. Men hva betyr det for et molekyl som inneholder en O-H-binding?

Mens en binding kan være polær i et molekyl, kan molekylet i seg selv ikke. Hvorfor er det sånn?

Delvise kostnader eller dipolmomenter (som følge av bindingspolaritet) er viktige for å bestemme molekylær polaritet. Men, alle obligasjoner må vurderes. Hvis vektorene med delvis ladning / dipolmoment ender opp med å kansellere, er det mulig at molekylet ikke er polært.

For å forutsi dipolmomenter, må du undersøke geometrien til bindingene som du kan finne via valence shell electron-pair repulsion (VSEPR) teori. Denne teorien starter med ideen om at elektronpar i valensskallet til et atom frastøter hverandre. Elektronparene rundt et atom vil således orientere seg for å minimere frastøtende krefter.

Ta en titt på vann. Vann er bundet til to hydrogener og har også to ensomme elektronpar. På grunn av de to låneparene har molekylet en tetrahedral bøyd form. For å avgjøre om molekylet er polært eller ikke, må du se på de delvise ladningsvektorene.

For det første er det to elektronpar på molekylet, noe som betyr at det vil være en stor delladningsvektor i den retningen. Deretter er oksygen mer elektronegativ enn hydrogen og vil svine elektronene. Dette betyr at den delvise ladningsvektoren på hver binding vil ha en komponent som peker mot oksygenet.

Mens den indre komponenten av vektoren på hver binding vil avbrytes, vil ikke den delen som peker mot oksygenet. Som sådan vil det være en netto delvis negativ ladning på oksygen siden av molekylet og netto delvis posisjon på hydrogensiden av molekylet. Dermed er vann et polært molekyl.

Hva med CO₂?

Først, CO₂ har ingen ensomme par siden alle elektronene er involvert i to sett med dobbeltbindinger mellom C og O. Dette betyr at CO₂ har en lineær geometri.

Deretter er C-O-bindingen polær kovalent da forskjellen i elektronegativiteter er 0,89. Nå må du kartlegge dipolmomentet for å utføre molekylgeometrien. Den ene enden av molekylet har en delvis negativ ladning som peker mot oksygenet. Men dette gjelder også i den andre enden. Som et resultat avbrytes dipolmomentene.

Dermed CO₂ er et ikke-polært molekyl.

Test deg selv: Er CH₄ polar eller ikke-polar?

Tips: Tegn den molekylære formen, og beregn deretter elektronegativitetsforskjellen.

Svar: Siden alle dipolmomentene avbrytes i dette tetraedriske molekylet, CH₄ er ikke-polær.