Hur man förklarar polaritet

I kemi avser polaritet det sätt på vilket atomer binder med varandra. När atomer samlas i kemisk bindning delar de elektroner. En polär molekyl uppstår när en av atomerna utövar en starkare attraktiv kraft på elektronerna i bindningen. Elektronerna dras mer mot den atomen, så att molekylen uppvisar en liten laddningsobalans.

I en neutral atom kretsar elektroner över atomens kärna i ett moln. När atomer binder delar de dessa elektroner. I det här fallet skärs elektrontäthetsmolnen med varandra. Detta är mest uttalat i en kovalent bindning, där elektroner delas lika. När en molekyl är polar tenderar emellertid elektronerna mot en av bindningsatomerna. Den exakta bilden av elektrontäthetsmolnen för dessa bindningar kan variera beroende på vilka atomer som är inblandade.

Polariteten hos ett band bestäms av ett periodiskt begrepp som kallas elektronegativitet. Elektronegativitet är ett uttryck för en atoms tendens att locka elektroner i en kemisk bindning. För att bestämma polariteten hos en bindning måste du hitta skillnaden i elektronegativierna för de inblandade atomerna. Om skillnaden är mellan 0,4 och 1,7 blir bindningen polär. Om skillnaden är större kommer bindningen att ha en jonisk karaktär. Detta innebär att elektronerna kommer att tas från det mindre elektronegativa elementet och spenderar all sin tid på att kretsa kring det mer elektronegativa elementet. Om skillnaden i elektronegativiteter är mindre än 0,4 blir bindningen opolär kovalent. Detta innebär att elektronerna kommer att delas lika mellan atomerna och bindningen inte har en polär karaktär.

I en polär bindning kallas den resulterande skillnaden i partiella laddningar för varje atom ett dipolmoment. Den negativa partiladdningen ligger vid det mer elektronegativa elementet. Den positiva partiladdningen ligger vid det mindre elektronegativa elementet. Dipolmomenten i de enskilda bindningarna som utgör en molekyl kan ge hela molekylen ett motsvarande nettodipolmoment. Medan molekylen sägs vara elektriskt neutral, har den fortfarande några attraktiva och avstötande egenskaper på grund av dess dipolmoment. Detta kan leda till några unika molekylära egenskaper. Till exempel leder vattenmolekylens molekylära dipolmoment till vattnets karakteristiskt höga ytspänning.

I vissa fall är de enskilda bindningarna i en molekyl polära till sin natur men molekylen i sig inte. Detta inträffar när partiladdningarna avbryter varandra på grund av lika styrka och motsatt fysisk orientering. Till exempel består koldioxidmolekylen av två kol-syrebindningar. Syrans elektronegativitet är 3,5 och kolens elektronegativitet är 2,5. De har en skillnad på en, vilket innebär att varje kol-syrebindning är polär. Men i koldioxidmolekylen orienteras atomerna linjärt med kolet i mitten. De partiella laddningarna av de två syreatomerna avbryts, vilket ger en icke-polär molekyl.