Elektroujemność określa, ile atom potrzebuje elektronów. Im bardziej elektroujemny atom, tym bardziej potrzebuje elektronów. Należy o tym pamiętać, patrząc na różne rodzaje obligacji.
Jeśli jeden atom to znacznie więcej elektroujemny niż inny, to może albo całkowicie pobrać elektron z drugiego atomu (wiązanie jonowe), albo po prostu przyciągnąć elektrony do siebie bardziej (polarne wiązanie kowalencyjne). W rezultacie wiązania kowalencyjne zawierające atomy o bardzo wysokiej elektroujemności (takie jak tlen lub fluor) są polarne. Tlen lub fluor pochłaniają elektrony.
To jest podstawa różnicy między wiązaniami polarnymi i niepolarnymi. Nierówny podział elektronów powoduje, że wiązanie ma częściowo dodatni i częściowo ujemny koniec. Bardziej elektroujemny atom jest częściowo ujemny (oznaczony δ-), podczas gdy drugi koniec jest częściowo dodatni (oznaczony δ+).
Klasyfikacja wiązań chemicznych
Wiązania mogą być całkowicie niepolarne lub całkowicie polarne. Całkowicie polarne wiązanie występuje, gdy jeden z atomów jest tak elektroujemny, że pobiera elektron z drugiego atomu (nazywa się to
Z drugiej strony, gdy elektroujemności są dokładnie takie same, wiązanie uważa się za niepolarne wiązanie kowalencyjne. Te dwa atomy całkowicie dzielą elektrony.
Ale co dzieje się pomiędzy tymi dwoma skrajnościami?
Oto tabela, która pokazuje, jaki rodzaj wiązania prawdopodobnie się utworzy na podstawie różnicy elektroujemności:
| Typ obligacji | Różnica elektroujemna |
|---|---|
Czysty kowalencyjny |
< 0.4 |
Kowalencyjny polarny |
od 0,4 do 1,8 |
joński |
> 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
Zatem różnica między wiązaniami polarnymi i niepolarnymi wynika z różnicy elektroujemności atomów.
Polarny vs. Niepolarny
Związek może mieć polarne wiązania kowalencyjne, a mimo to nadal nie być związkiem polarnym. Dlaczego?
Związki polarne mają dipol sieciowy w wyniku asymetrycznie ułożonych wiązań polarnych. Oznacza to, że mają zarówno częściowy ładunek dodatni, jak i częściowy ładunek dodatni, który się nie znosi. Przykładem tego jest woda.
Związki niepolarne mogą albo całkowicie dzielić swoje elektrony, albo mogą mieć symetryczne wiązania polarne, które kończą się zniesieniem dowolnego dipola netto. Przykładem tego jest BF3. Ponieważ wiązania polarne są ułożone w jednej płaszczyźnie, kończą się znoszeniem.
Dlaczego polaryzacja ma znaczenie?
Polaryzacja chemiczna odgrywa ogromną rolę w interakcji różnych cząsteczek. Na przykład, dlaczego cukier rozpuszcza się w wodzie, a olej nie?
Chodzi o polar vs. niepolarny.
Woda jest rozpuszczalnikiem polarnym. Atom tlenu zawiera dwie samotne pary i jest bardziej elektroujemny niż wodór, przez co przyciąga elektrony do siebie. W rezultacie atom tlenu ma związany z nim częściowy ładunek ujemny. Z drugiej strony wodory są zasadniczo protonami i mają związany z nimi częściowy ładunek dodatni.
Cukier też jest polarny! Ma wiele grup hydroksylowych (OH), które łatwo tworzą wiązania wodorowe. Cukier ma zatem związane z nim zarówno częściowe ładunki dodatnie, jak i ujemne. W rezultacie zarówno w wodzie, jak iw cukrze znajdują się donory i akceptory wiązań wodorowych. Z tego powodu cukier rozpuści się w wodzie.
Z drugiej strony coś takiego jak ropa składa się głównie z wiązań C-H. Jak omówiono powyżej, wiązanie C-H nie jest polarne, ponieważ elektroujemność między dwoma atomami w wiązaniu nie jest aż tak różna. Oznacza to, że ogólnie olej nie ma żadnego częściowego ładunku dodatniego ani ujemnego. Ten brak częściowych ładunków oznacza, że cząsteczka oleju nie będzie zdolna do wiązania wodorowego. Ponieważ woda lubi wiązać się wiązaniem wodorowym i pozostawać z cząsteczkami polarnymi, woda nie rozpuści oleju.
Spojrzenie na strukturę związku i charakter wiązań, które zawiera, powie ci wiele o tym, czy cząsteczka może mieć częściowy ładunek dodatni lub częściowy ładunek ujemny. Jeśli tak, to prawdopodobnie jest polarny. Jeśli nie, to jest niepolarne.