Vsaka molekula ima tridimenzionalno "obliko" električnih nabojev, ki prihajajo iz protonov in elektronov atomov, iz katerih je sestavljena, in kako so razporejeni v vesolju. V nekaterih molekulah so naboji razporejeni dokaj enakomerno. Za druge se na enem koncu naberejo negativni naboji, drugi pa pozitivni. Polarne molekule predstavljajo slednji primer. Neenakomerna porazdelitev nabojev jim daje izrazito električno polarnost.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Polarna molekula ima pozitiven električni naboj na eni strani in negativni naboj na nasprotni strani.
Kaj je plačilo?
Polarnost ali nepolarnost molekule je odvisna od tega, kako se električni naboji porazdelijo med njene atome. Za posamezen atom je porazdelitev naboja enostavna: vsi protoni s pozitivnim nabojem so v jedru, elektroni, ki krožijo okoli jedra, pa negativni. Protoni in elektroni se uravnotežijo v nevtralnem atomu in atom bo imel neto negativen ali pozitiven naboj, če bo pridobil ali izgubil elektrone. V vsakem primeru, če majhen namišljeni opazovalec "vidi" električni naboj atoma, je od zunaj videti popolnoma enako. Ena stran ali del se ne razlikuje veliko od druge.
Za molekule se slika zaplete. Veze med atomi so lahko pravilne in dobro urejene ali pa so raztegnjene, upognjene ali kako drugače napete.
Kako priti v obliko
Nekaj različnih dejavnikov vpliva na obliko molekule, vključno z elektronegativnostjo vpletenih atomov, številom atomov v molekuli in vrstami vezi med atomi. Če ima molekula visoko stopnjo simetrije, to je, če atomi tvorijo ravno črto, obroč ali drugo pravilno obliko z enakimi stranicami, verjetno ni polarna. Negativni naboji elektronskih oblakov v takih oblikah se navadno izenačijo po celotni molekuli. Vendar so molekule z izrastki, zavoji, izboklinami in pregibi praviloma polarne. Nepravilna oblika teh molekul prisili električne naboje, da se kopičijo, tako da je ena stran bolj negativna, druga pa bolj pozitivna.
Ob dipolnem trenutku
Ali je molekula polarna ali ne, je vprašanje stopnje. Ko je en konec molekule bolj negativen kot drugi, ga kemik imenuje dipol. Ima dva različna električna pola, enega pozitivnega, drugega negativnega. Količina razlike naboja v molekuli daje količino, imenovano dipolni moment. Za molekule z enakomerno porazdelitvijo naboja je dipolni moment majhen, a z naraščajočo razliko naboja polarni moment postane večji. Dipolni trenutek vam pove, kako šibka ali močno polarna je molekula.
Polarne molekule se držijo skupaj
Dipolni moment molekule močno vpliva na njeno vedenje. Voda je na primer polarna molekula. Atom kisika potegne elektrone iz atomov vodika na eno stran, pri čemer izpostavi protone in naredi vodikovo stran pozitivno, medtem ko kisikova stran postane negativna. Pozitivno-negativne privlačnosti med vodnimi molekulami povzročajo, da se uvrščajo v skupine, kot je marjetnata veriga magnetov. To vpliva na to, kako se ledeni kristali oblikujejo v snežinke in kako voda raztaplja druge polarne in ionske snovi.