Każda cząsteczka ma trójwymiarowy „kształt” ładunków elektrycznych, które pochodzą z protonów i elektronów atomów, z których jest zbudowana, oraz tego, jak są one ułożone w przestrzeni. W niektórych cząsteczkach ładunki rozkładają się dość równomiernie. Dla innych ładunki ujemne skupiają się na jednym końcu, czyniąc drugi koniec dodatnim. Ten drugi przypadek stanowią molekuły polarne. Nierównomierny rozkład ładunków nadaje im wyraźną polaryzację elektryczną.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Cząsteczka polarna ma po jednej stronie dodatni ładunek elektryczny, a po przeciwnej ładunek ujemny.
Jaka jest opłata?
Polarność lub niepolarność cząsteczki dotyczy tego, jak ładunki elektryczne są rozłożone między jej atomami. W przypadku pojedynczego atomu rozkład ładunku jest prosty: wszystkie protony z ładunkiem dodatnim znajdują się w jądrze, a elektrony krążące wokół jądra są ujemne. Protony i elektrony równoważą się w neutralnym atomie, a atom będzie miał ładunek ujemny lub dodatni, jeśli zyskuje lub traci elektrony. W każdym razie, jeśli maleńki wyimaginowany obserwator „widzi” ładunek elektryczny atomu, z zewnątrz wygląda on prawie tak samo. Jedna strona lub część niewiele różni się od drugiej.
W przypadku cząsteczek obraz się komplikuje. Wiązania między atomami mogą być regularne i uporządkowane lub mogą być rozciągnięte, zgięte lub w inny sposób naprężone.
Zyskiwać formę
Na kształt cząsteczki wpływa kilka różnych czynników, w tym elektroujemność zaangażowanych atomów, liczba atomów w cząsteczce i rodzaje wiązań między atomami. Jeśli cząsteczka ma wysoki stopień symetrii, to znaczy, jeśli atomy tworzą linię prostą, pierścień lub inny regularny kształt o równych bokach, prawdopodobnie nie jest polarna. Ujemne ładunki chmur elektronowych o takich kształtach mają tendencję do wyrównywania się na całej cząsteczce. Jednak cząsteczki z występami, zagięciami, wypukłościami i załamaniami są zazwyczaj polarne. Nieregularny kształt tych cząsteczek wymusza gromadzenie się ładunków elektrycznych, pozostawiając jedną stronę bardziej ujemną, a drugą bardziej dodatnią.
Posiadanie momentu dipolowego
To, czy cząsteczka jest polarna, czy nie, jest kwestią stopnia. Kiedy jeden koniec cząsteczki jest bardziej ujemny niż drugi, chemik nazywa to dipolem. Ma dwa różne bieguny elektryczne, jeden dodatni, drugi ujemny. Wielkość różnicy ładunków w cząsteczce daje wielkość zwaną momentem dipolowym. W przypadku cząsteczek o równomiernym rozkładzie ładunku moment dipolowy jest mały, ale wraz ze wzrostem różnicy ładunków moment polarny staje się większy. Moment dipolowy mówi, jak słabo lub silnie polarna jest cząsteczka.
Cząsteczki polarne sklejają się
Moment dipolowy cząsteczki silnie wpływa na jej zachowanie. Na przykład woda jest cząsteczką polarną. Atom tlenu przeciąga elektrony z atomów wodoru na jedną stronę, odsłaniając protony i sprawiając, że strona wodorowa jest pozytywna, podczas gdy strona tlenowa staje się ujemna. Przyciąganie dodatnio-ujemne między cząsteczkami wody powoduje, że układają się one w grupy jak stokrotka magnesów. Wpływa to na to, jak kryształki lodu tworzą płatki śniegu i jak woda rozpuszcza inne substancje polarne i jonowe.
