Cum se explică polaritatea

În chimie, polaritatea se referă la modul în care atomii se leagă între ei. Când atomii se reunesc în legături chimice, aceștia împart electroni. O moleculă polară apare atunci când unul dintre atomi exercită o forță de atracție mai puternică asupra electronilor din legătură. Electronii sunt atrași mai mult către acel atom, astfel încât molecula prezintă un ușor dezechilibru de încărcare.

Într-un atom neutru, electronii orbitează nucleul atomului într-un nor. Când atomii se leagă, aceștia împart acești electroni. În acest caz, norii de densitate a electronilor se intersectează între ei. Acest lucru este cel mai pronunțat într-o legătură covalentă, în care electronii sunt împărțiți în mod egal. Cu toate acestea, atunci când o moleculă este polară, electronii tind spre unul dintre atomii legăturii. Imaginea exactă a norilor de densitate a electronilor pentru aceste legături poate diferi în funcție de atomii implicați.

Polaritatea unei legături este determinată de un concept periodic numit electronegativitate. Electronegativitatea este o expresie a tendinței unui atom de a atrage electroni într-o legătură chimică. Pentru a determina polaritatea unei legături, trebuie să găsiți diferența în electronegativitățile atomilor implicați. Dacă diferența este între 0,4 și 1,7, legătura va fi polară. Dacă diferența este mai mare, legătura va avea un caracter ionic. Aceasta înseamnă că electronii vor fi luați din elementul mai puțin electronegativ și își vor petrece tot timpul orbitând în jurul elementului mai electronegativ. Dacă diferența de electronegativități este mai mică de 0,4, legătura va fi covalentă nepolară. Aceasta înseamnă că electronii vor fi împărțiți în mod egal între atomi și legătura nu va avea un caracter polar.

Într-o legătură polară, diferența rezultată în sarcinile parțiale ale fiecărui atom se numește moment dipol. Sarcina parțială negativă este situată la elementul mai electronegativ. Sarcina parțială pozitivă este situată la elementul mai puțin electronegativ. Momentele dipolare din legăturile individuale care alcătuiesc o moleculă pot da întregii molecule un moment dipolar net corespunzător. În timp ce se spune că molecula este neutră din punct de vedere electric, are încă unele proprietăți atractive și respingătoare datorită momentului său dipolar. Acest lucru poate duce la unele proprietăți moleculare unice. De exemplu, momentul dipol molecular al moleculei de apă duce la tensiunea superficială caracteristică a apei.

În anumite cazuri, legăturile individuale ale unei molecule sunt de natură polară, dar molecula în sine nu este. Acest lucru se întâmplă atunci când sarcinile parțiale se anulează reciproc datorită forței egale și orientării fizice opuse. De exemplu, molecula de dioxid de carbon constă din două legături carbon-oxigen. Electronegativitatea oxigenului este de 3,5, iar electronegativitatea carbonului este de 2,5. Au o diferență de una, ceea ce înseamnă că fiecare legătură carbon-oxigen este polară. Cu toate acestea, în molecula de dioxid de carbon, atomii sunt orientați liniar cu carbonul din mijloc. Sarcinile parțiale ale celor doi atomi de oxigen se anulează, producând o moleculă nepolare.