Ako vysvetliť polaritu

V chémii sa polarita týka spôsobu, akým sa atómy navzájom spájajú. Keď sa atómy spoja v chemickej väzbe, delia sa o elektróny. Polárna molekula vzniká, keď jeden z atómov vyvinie silnejšiu príťažlivú silu na elektróny vo väzbe. Elektróny sa priťahujú viac k tomuto atómu, takže molekula vykazuje miernu nerovnováhu náboja.

V neutrálnom atóme elektróny obiehajú okolo jadra atómu v oblaku. Keď sa atómy spájajú, zdieľajú tieto elektróny. V tomto prípade sa oblaky elektrónovej hustoty pretínajú navzájom. Najvýraznejšie sa to prejavuje v kovalentnej väzbe, v ktorej sú elektróny zdieľané rovnako. Keď je molekula polárna, elektróny majú sklon k jednému z atómov väzby. Presný obraz oblakov elektrónovej hustoty pre tieto väzby sa môže líšiť v závislosti od zúčastnených atómov.

Polarita väzby je určená periodickým konceptom nazývaným elektronegativita. Elektronegativita je vyjadrením tendencie atómu priťahovať elektróny v chemickej väzbe. Aby ste určili polaritu väzby, musíte nájsť rozdiel v elektronegativitách zúčastnených atómov. Ak je rozdiel medzi 0,4 a 1,7, väzba bude polárna. Ak je rozdiel väčší, väzba bude mať iónový charakter. To znamená, že elektróny budú odobraté z menej elektronegatívneho prvku a všetok svoj čas budú obiehať okolo elektronegatívnejšieho prvku. Ak je rozdiel v elektronegativitách menší ako 0,4, väzba bude nepolárna kovalentná. To znamená, že elektróny budú rovnomerne rozdelené medzi atómy a väzba nebude mať polárny charakter.

V polárnej väzbe sa výsledný rozdiel v parciálnych nábojoch každého atómu nazýva dipólový moment. Záporný čiastočný náboj sa nachádza na elektronegatívnejšom prvku. Kladný čiastočný náboj sa nachádza na menej elektronegatívnom prvku. Dipólové momenty v jednotlivých väzbách, ktoré tvoria molekulu, môžu dať celej molekule zodpovedajúci čistý dipólový moment. Aj keď sa o molekule hovorí, že je elektricky neutrálna, má vďaka dipólovému momentu stále niektoré atraktívne a odpudivé vlastnosti. To môže viesť k niektorým jedinečným molekulárnym vlastnostiam. Napríklad molekulový dipólový moment molekuly vody vedie k charakteristicky vysokému povrchovému napätiu vody.

V určitých prípadoch majú jednotlivé väzby molekuly polárnu povahu, ale samotná molekula nie. K tomu dôjde, keď sa čiastočné náboje navzájom rušia z dôvodu rovnakej sily a opačnej fyzickej orientácie. Napríklad molekula oxidu uhličitého pozostáva z dvoch väzieb uhlík-kyslík. Elektronegativita kyslíka je 3,5 a elektronegativita uhlíka je 2,5. Majú rozdiel jeden, čo znamená, že každá väzba uhlík-kyslík je polárna. V molekule oxidu uhličitého sú však atómy orientované lineárne s uhlíkom v strede. Čiastočné náboje dvoch atómov kyslíka sa zrušia a vznikne nepolárna molekula.