Каждая молекула имеет трехмерную «форму» электрических зарядов, которая исходит от протонов и электронов атомов, из которых она состоит, и от того, как они расположены в пространстве. В некоторых молекулах заряды распределены довольно равномерно. Для других отрицательные заряды скапливаются на одном конце, делая другой конец положительным. Полярные молекулы составляют последний случай. Неравномерное распределение зарядов придает им четкую электрическую полярность.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Полярная молекула имеет положительный электрический заряд на одной стороне и отрицательный заряд на противоположной стороне.
Какая плата?
Полярность или неполярность молекулы зависит от того, как электрические заряды распределяются между ее атомами. Для отдельного атома распределение заряда простое: все протоны с положительным зарядом находятся в ядре, а электроны, вращающиеся вокруг ядра, все отрицательны. Протоны и электроны уравновешиваются в нейтральном атоме, и атом будет иметь отрицательный или положительный заряд, если он получит или потеряет электроны. В любом случае, если крошечный воображаемый наблюдатель «видит» электрический заряд атома, снаружи он выглядит примерно так же. Одна сторона или часть мало чем отличаются от другой.
Для молекул картина усложняется. Связи между атомами могут быть регулярными и хорошо упорядоченными, или они могут быть растянутыми, изогнутыми или иным образом напряженными.
Приведение в форму
Несколько различных факторов влияют на форму молекулы, включая электроотрицательность задействованных атомов, количество атомов в молекуле и типы связей между атомами. Если молекула имеет высокую степень симметрии, то есть если атомы образуют прямую линию, кольцо или другую правильную форму с равными сторонами, скорее всего, она не полярна. Отрицательные заряды электронных облаков такой формы имеют тенденцию выравниваться по всей молекуле. Однако молекулы с выступами, изгибами, выпуклостями и перегибами обычно полярны. Неправильная форма этих молекул заставляет электрические заряды группироваться, в результате чего одна сторона становится более отрицательной, а другая - более положительной.
Дипольный момент
Является ли молекула полярной или нет - это вопрос степени. Когда один конец молекулы более отрицательный, чем другой, химик называет это диполем. Он имеет два различных электрических полюса: один положительный, а другой - отрицательный. Величина разницы зарядов в молекуле дает величину, называемую дипольным моментом. Для молекул с равномерным распределением заряда дипольный момент мал, но с увеличением разности зарядов полярный момент становится больше. Дипольный момент говорит вам, насколько слаба или сильно полярна молекула.
Полярные молекулы слипаются
Дипольный момент молекулы сильно влияет на ее поведение. Например, вода - полярная молекула. Атом кислорода притягивает электроны от атомов водорода к одной стороне, обнажая протоны и делая сторону водорода положительной, в то время как сторона кислорода становится отрицательной. Положительно-отрицательное притяжение между молекулами воды заставляет их выстраиваться в группы, как цепочка магнитов. Это влияет на то, как кристаллы льда превращаются в снежинки и как вода растворяет другие полярные и ионные вещества.
