Innan du bestämmer om en förening är polär måste du avgöra om bindningarna i den föreningen är polära eller inte. Du måste också bestämma bindningarnas molekylgeometri och eventuella elektronpar.
Innan du pratar om huruvida en hel förening är polär eller inte, ta en titt på vad som avgör om en bindning är polär eller inte. Du kan sedan tillämpa dessa regler för att avgöra om varje molekyl är polär eller icke-polär.
Vad gör en Bond Polar?
En molekyl är polär om en del av den har en delvis positiv laddning, och den andra delen har en delvis negativ laddning.
I en bindning kan atomer antingen dela elektroner (kovalenta) eller ge upp dem (joniska). Atomen som håller elektronerna närmare kommer således att vara mer negativt laddad än den andra atomen.
Elektronegativitet är ett mått på hur mycket ett visst element vill ha elektroner. I avsnittet Resurser hittar du en periodisk tabell som rapporterar elektronegativiteten för varje element. Ju högre detta tal desto mer kommer en atom av det elementet att "hogga" elektronerna i en bindning. Till exempel är fluor det mest elektronegativa elementet.
Elektronegativitetsvärden kan hjälpa dig att bestämma vilken typ av bindning som finns mellan två atomer. Är bindningen sannolikt jonisk eller kovalent? För att göra detta, hitta det absoluta värdet av skillnaden mellan elektronegativiteterna för de två atomerna. Baserat på detta värde berättar följande tabell om bindningen är en polär kovalent bindning, kovalent bindning eller jonbindning.
Obligationstyp |
Elektronegativitetsskillnad |
ren kovalent |
<0.4 |
polär kovalent |
mellan 0,4 och 1,8 |
jonisk |
>1.8 |
Tänk på vatten. Vad är elektronegativitetsskillnaden mellan atomer i vatten? Elektronegativitetsskillnaden mellan H (2.2) och O (3.44) är 1.24. Som sådan är bindningen polär kovalent.
Bondpolaritet och molekylpolaritet
Som du såg ovan kan en bindning i en molekyl vara polär. Vad betyder detta för hela molekylen?
Vid bestämning av molekylpolaritet, alla obligationer måste beaktas. Detta innebär att vektordelavgiften från varje obligation måste läggas till. Om de avbryts kan molekylen kanske inte vara polär. Om det finns vektorkomponenter kvar är bindningen polär.
För att hitta riktningen för dessa vektorer måste du undersöka bindningarnas molekylgeometri. Du kan hitta detta via valence shell electron-pair repulsion (VSEPR) teori.
Teorin börjar med tanken att elektronpar i en atoms valensskal stöter mot varandra (eftersom liknande laddningar stöter bort). Som ett resultat kommer elektronparen runt en atom att orientera sig för att minimera frånstötande krafter.
Ta en titt på vattnet igen. Vatten är bundet till två väten och har också två ensamma elektroner. Den har en tetrahedral böjd form.
För att avgöra om molekylen är polär eller inte måste du titta på de partiella laddningsvektorerna på de två bindningarna i molekylen.
För det första finns det två elektronpar på molekylen, vilket betyder att det kommer att finnas en stor negativ partiell laddningsvektor i den riktningen.
Därefter är syre mer elektronegativt än väte och kommer att svja elektronerna. Detta innebär att den partiella laddningsvektorn på varje bindning kommer att ha en negativ komponent som pekar mot syret.
Den inre delen av vektorn på varje obligation kommer att avbrytas. Den del som pekar mot syret kommer inte att avbrytas. Som ett resultat finns det en netto partiell negativ laddning mot syresidan av molekylen. Det finns också en partiell nettoposition mot vätesidan av molekylen.
Denna analys avslöjar att vatten är en polär molekyl.
Vad sägs om CH4?
Först CH4 har inga ensamma par eftersom alla elektroner är inblandade i en enda bindning mellan C och H. CH4 har en tetrahedral molekylär geometri.
Därefter är C-H-bindningen kovalent eftersom skillnaden i elektronegativiteter är 0,35. Alla bindningar är kovalenta och det kommer inte att bli ett stort dipolmoment. Således CH4 är en icke-polär molekyl.
Skillnaden mellan polära och icke-polära molekyler kan sålunda hittas av vektorerna med partiell laddning som härrör från varje bindning.