Varje molekyl har en tredimensionell "form" av elektriska laddningar som kommer från atomernas protoner och elektroner och hur de är ordnade i rymden. I vissa molekyler sprids laddningarna ganska jämnt. För andra går negativa laddningar i ena änden, vilket gör den andra änden positiv. Polära molekyler utgör det senare fallet. Den ojämna fördelningen av laddningar ger dem en distinkt elektrisk polaritet.
TL; DR (för lång; Läste inte)
En polär molekyl har en positiv elektrisk laddning på ena sidan och en negativ laddning på motsatt sida.
Vad är avgiften?
Polariteten eller inte-polariteten hos en molekyl handlar om hur elektriska laddningar fördelas mellan dess atomer. För en enskild atom är laddningsfördelningen enkel: Protonerna med den positiva laddningen finns alla i kärnan och elektronerna som kretsar kring kärnan är alla negativa. Protonerna och elektronerna balanserar i en neutral atom, och atomen kommer att ha en netto negativ eller positiv laddning om den vinner eller förlorar elektroner. I vilket fall som helst, om en liten imaginär observatör "ser" en atoms elektriska laddning, ser den ungefär densamma utifrån. En sida eller del skiljer sig inte mycket från en annan.
För molekyler blir bilden komplicerad. Bindningarna mellan atomer kan vara regelbundna och ordnade, eller de kan vara sträckta, böjda eller på annat sätt ansträngda.
Komma i form
Några olika faktorer påverkar en molekyls form, inklusive elektronegativiteten hos de involverade atomerna, antalet atomer i molekylen och typerna av bindningar mellan atomer. Om en molekyl har en hög grad av symmetri, det vill säga om atomerna bildar en rak linje, en ring eller någon annan regelbunden form med lika sidor, är chansen att den inte är polär. Elektronmolnens negativa laddningar i sådana former tenderar att jämna ut över hela molekylen. Molekyler med utsprång, böjningar, stötar och kinks är dock vanligtvis polära. Den oregelbundna formen på dessa molekyler tvingar elektriska laddningar att hopas, vilket gör att den ena sidan är mer negativ och den andra mer positiv.
Att ha en Dipole Moment
Huruvida en molekyl är polär eller inte är en fråga om grad. När ena änden av en molekyl är mer negativ än den andra, kallar en kemist det en dipol. Den har två distinkta elektriska stolpar, en positiv, den andra negativ. Mängden laddningsskillnad över en molekyl ger en kvantitet som kallas dipolmomentet. För molekyler med en jämn laddningsfördelning är dipolmomentet litet, men med ökande laddningsskillnad blir polarmomentet större. Dipolmomentet berättar hur svag eller starkt polär molekylen är.
Polära molekyler håller ihop
En molekyls dipolmoment påverkar starkt hur den beter sig. Till exempel är vatten en polär molekyl. Syreatomen drar elektronerna från väteatomerna över till en sida, exponerar protonerna och gör vätesidan positiv medan syresidan blir negativ. De positivt-negativa attraktionerna mellan vattenmolekyler får dem att rada upp sig i grupper som en prästkedja av magneter. Detta påverkar hur iskristaller bildas till snöflingor och hur vatten löser upp andra polära och joniska ämnen.