Kako razložiti polarnost

V kemiji se polarnost nanaša na način, kako se atomi vežejo med seboj. Ko se atomi združijo v kemični vezi, si delijo elektrone. Polarna molekula nastane, ko eden od atomov izvaja močnejšo privlačno silo na elektrone v vezi. Elektroni se bolj vlečejo proti temu atomu, tako da molekula kaže rahlo neravnovesje naboja.

V nevtralnem atomu elektroni krožijo okoli jedra atoma v oblaku. Ko se atomi vežejo, si delijo te elektrone. V tem primeru se oblaki z elektronsko gostoto sekajo med seboj. To je najbolj izrazito v kovalentni vezi, v kateri so elektroni enakomerno porazdeljeni. Ko je molekula polarna, pa elektroni težijo k enemu od atomov vezi. Natančna slika oblakov elektronske gostote za te vezi se lahko razlikuje glede na vpletene atome.

Polarnost vezi določa periodični koncept, imenovan elektronegativnost. Elektronegativnost je izraz nagnjenosti atoma k privlačenju elektronov v kemični vezi. Če želite določiti polarnost vezi, morate najti razliko v elektronegativacijah vključenih atomov. Če je razlika med 0,4 in 1,7, bo vez polarna. Če je razlika večja, bo imela vez ionski značaj. To pomeni, da bodo elektroni odvzeti iz manj elektronegativnega elementa in ves svoj čas porabili za kroženje okoli bolj elektronegativnega elementa. Če je razlika v elektronegativnosti manjša od 0,4, bo vez nepolarna kovalentna. To pomeni, da se bodo elektroni enakomerno porazdelili med atome in vez ne bo imela polarnega značaja.

V polarni vezi se nastala razlika v delnih nabojih vsakega atoma imenuje dipolni moment. Negativni delni naboj se nahaja na bolj elektronegativnem elementu. Pozitivni delni naboj se nahaja na manj elektronegativnem elementu. Dipolni momenti v posameznih vezah, ki sestavljajo molekulo, lahko dajo celotni molekuli ustrezen neto dipolni moment. Čeprav naj bi bila molekula električno nevtralna, ima zaradi dipolnega momenta še vedno nekaj privlačnih in odbojnih lastnosti. To lahko privede do nekaterih edinstvenih molekularnih lastnosti. Na primer, molekularni dipolni moment molekule vode vodi do značilno visoke površinske napetosti vode.

V nekaterih primerih so posamezne vezi molekule polarne narave, sama molekula pa ne. To se zgodi, ko se delni naboji med seboj izničijo zaradi enake moči in nasprotne fizične usmeritve. Na primer, molekula ogljikovega dioksida je sestavljena iz dveh vezi ogljik-kisik. Elektronegativnost kisika je 3,5, elektronegativnost ogljika pa 2,5. Imajo eno razliko, kar pomeni, da je vsaka vez ogljik-kisik polarna. V molekuli ogljikovega dioksida pa so atomi linearno usmerjeni z ogljikom v sredini. Delni naboji dveh atomov kisika se razveljavijo in dajo nepolarno molekulo.