Elektronegativita určuje, koľko atómu chce elektrón. Čím elektronegatívnejší je atóm, tým viac elektrónov chce. Toto je dôležité mať na pamäti pri pohľade na rôzne druhy väzieb.
Ak je jeden atóm oveľa viac elektronegatívny než iný, potom môže buď úplne vziať elektrón z druhého atómu (iónová väzba), alebo môže jednoducho elektróny viac vytiahnuť k sebe (polárna kovalentná väzba). Výsledkom je, že kovalentné väzby, ktoré obsahujú atómy s veľmi vysokou elektronegativitou (ako je kyslík alebo fluór), sú polárne. Kyslík alebo fluór zahaľujú elektróny.
Toto je základ pre rozdiel medzi polárnymi a nepolárnymi väzbami. Nerovné zdieľanie elektrónov vedie k tomu, že väzba má čiastočne pozitívny koniec a čiastočne negatívny koniec. Elektronegatívnejší atóm je čiastočne záporný (označený δ-), zatiaľ čo druhý koniec je čiastočne kladný (označený δ+).
Klasifikácia chemických väzieb
Väzby môžu byť buď úplne nepolárne, alebo úplne polárne. Úplne polárna väzba nastane, keď je jeden z atómov natoľko elektronegatívny, že z druhého atómu vezme elektrón (nazýva sa to iónová väzba).
Na druhej strane, keď sú elektronegativity úplne rovnaké, väzba sa považuje za nepolárnu kovalentnú väzbu. Tieto dva atómy úplne zdieľajú elektróny.
Čo sa však stane medzi týmito dvoma extrémami?
Tu je tabuľka, ktorá ukazuje, aký druh väzby sa pravdepodobne vytvára na základe rozdielu v elektronegativite:
| Typ dlhopisu | Elektronegatívny rozdiel |
|---|---|
Čistá kovalentná |
< 0.4 |
Polárny kovalent |
medzi 0,4 a 1,8 |
Iónsky |
> 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
Rozdiel medzi polárnymi a nepolárnymi väzbami je teda spôsobený rozdielom elektronegativity atómov.
Polárny vs. Nepolárne
Zlúčenina môže mať polárne kovalentné väzby a stále nemusí byť polárnou zlúčeninou. Prečo?
Polárne zlúčeniny majú čistý dipól ako výsledok polárnych väzieb, ktoré sú usporiadané asymetricky. To znamená, že majú čiastočný kladný aj čiastočný kladný náboj, ktoré sa nezrušia. Príkladom toho je voda.
Nepolárne zlúčeniny môžu buď úplne zdieľať svoje elektróny, alebo môžu mať symetrické polárne väzby, ktoré nakoniec zrušia akýkoľvek druh čistého dipólu. Príkladom toho je BF3. Pretože polárne väzby sú usporiadané v jednej rovine, nakoniec sa rušia.
Prečo záleží na polarite?
Chemická polarita hrá obrovskú úlohu v interakcii rôznych molekúl. Napríklad prečo sa cukor rozpúšťa vo vode, zatiaľ čo olej nie?
Všetko je o polárnych vs. nepolárny.
Voda je polárne rozpúšťadlo. Atóm kyslíka obsahuje dva voľné páry a je elektronegatívnejší ako vodík, čím priťahuje elektróny k sebe. Výsledkom je, že s atómom kyslíka je spojený čiastočný záporný náboj. Vodíky na druhej strane sú v podstate protóny a majú s nimi spojený čiastočný kladný náboj.
Cukor je tiež polárny! Má veľa hydroxylových (OH) skupín, ktoré ľahko vytvárajú vodíkové väzby. S cukrom sú teda spojené čiastočné kladné aj záporné náboje. Výsledkom je, že vo vode aj v cukre existujú donory a akceptory vodíkových väzieb. Z tohto dôvodu sa cukor rozpustí vo vode.
Na druhej strane, niečo ako ropa je tvorená predovšetkým väzbami CH. Ako je diskutované vyššie, väzba C-H nie je polárna, pretože elektronegativita medzi dvoma atómami vo väzbe nie je taká rozdielna. To znamená, že ropa celkovo nemá žiadny čiastočný kladný alebo záporný náboj. Tento nedostatok čiastočných nábojov znamená, že molekula oleja nebude schopná vodíkovej väzby. Pretože voda má rád vodíkovú väzbu a zostáva s polárnymi molekulami, voda olej nerozpustí.
Pohľad na štruktúru zlúčeniny a povahu väzieb, ktoré obsahuje, vám veľa napovie o tom, či môže alebo nemôže mať molekula čiastočný kladný alebo čiastočný záporný náboj. Ak je to možné, potom je pravdepodobne polárne. Pokiaľ nie, je nepolárne.