Hur man bestämmer en molekyls polaritet

Huruvida en molekyl är polär eller inte beror helt på polariteten hos bindningarna som finns i en given förening och vissa parametrar för dessa bindningar. Men innan du går in på hur man bestämmer polaritet, här är en snabb förklaring av polaritet

En molekyl är polär om en del av den har en partiell positiv laddning och en annan del har en delvis negativ laddning.

I en obligation, kan atomer antingen dela elektroner (kovalent) 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.

Elektronegativitetsvärden kan hjälpa dig att avgöra om en bindning mellan två atomer sannolikt kommer att vara kovalent eller polär kovalent. För att göra detta hittar du det absoluta värdet av skillnaden mellan elektronegativiteterna för de två atomerna. Baserat på denna skillnad visar följande tabell dig om bindningen är polär kovalent, kovalent eller jonisk.

https://chem.libretexts.org/Courses/Oregon_Institute_of_Technology/OIT%3A_CHE_202_-_General_Chemistry_II/Unit_6%3A_Molecular_Polarity/6.1%3A_Electronegativity_and_Polarity

Eftersom exempelvis elektronegativitetsskillnaden mellan H (2.2) och O (3.44) är 1.24, skulle denna bindning vara polär kovalent. Men vad betyder det för en molekyl som innehåller en O-H-bindning?

Medan en bindning kan vara polär i en molekyl, kanske inte molekylen i sig. Varför är detta?

Delavgifter eller dipolmoment (som härrör från bindningspolaritet) är viktiga för att bestämma molekylär polaritet. Men, Allt obligationer måste beaktas. Om vektorerna för partiell laddning / dipolmoment slutar att upphöra, kan det hända att molekylen inte är polär.

För att förutsäga dipolmoment måste du undersöka geometrin hos bindningarna som du kan hitta via valensskalelektronparavstötningsteori (VSEPR). Denna teori börjar med tanken att elektronpar i en atoms valensskal stöter ut varandra. Elektronparen runt en atom kommer således att orientera sig för att minimera frånstötande krafter.

Ta en titt på vattnet. Vatten är bundet till två väten och har också två ensamma elektronpar. På grund av de två låneparen har molekylen en tetrahedral böjd form. För att avgöra om molekylen är polär eller inte måste du titta på de partiella laddningsvektorerna.

För det första finns det två elektronpar på molekylen, vilket innebär att det kommer att finnas en stor partiell laddningsvektor i den riktningen. Därefter är syre mer elektronegativt än väte och kommer att svja elektronerna. Detta betyder att den partiella laddningsvektorn på varje bindning kommer att ha en komponent som pekar mot syret.

Medan den inre komponenten av vektorn på varje bindning kommer att avbrytas kommer den del som pekar mot syret inte. Som sådan kommer det att finnas en netto-partiell negativ laddning på syresidan av molekylen och en nettopartiell position på vätesidan av molekylen. Således är vatten en polär molekyl.

Vad sägs om CO₂?

Först, CO₂ har inga ensamma par eftersom alla elektroner är inblandade i två uppsättningar dubbelbindningar mellan C och O. Detta innebär att CO₂ har en linjär geometri.

Därefter är C-O-bindningen polär kovalent eftersom skillnaden i elektronegativiteter är 0,89. Nu måste du kartlägga dipolmomentet för att göra molekylgeometrin. En ände av molekylen har en partiell negativ laddning som pekar mot syret. Men detta gäller också i andra änden. Som ett resultat avbryts dipolmomenten.

Således CO₂ är en icke-polär molekyl.

Testa dig själv: Är CH₄ polär eller icke-polär?

Tips: Rita ut den molekylära formen och beräkna sedan skillnaden mellan elektronegativitet.

Svar: Eftersom alla dipolmoment avbryts i denna tetraedriska molekyl, CH₄ är icke-polär.