У хімії полярність відноситься до способу зв’язку атомів між собою. Коли атоми з’єднуються в хімічному зв’язку, вони діляться електронами. Полярна молекула виникає, коли один з атомів діє сильнішою силою притягання на електрони в зв'язку. Електрони більше тягнуться до цього атома, так що молекула виявляє незначний дисбаланс заряду.
Місце електронів у зв'язку
У нейтральному атомі електрони обертаються навколо ядра атома в хмарі. Коли атоми зв’язуються, вони ділять ці електрони. У цьому випадку хмари електронної густини перетинаються між собою. Це найбільш виражено у ковалентному зв’язку, в якому електрони розподіляються порівну. Коли молекула є полярною, проте, електрони прагнуть до одного з атомів зв'язку. Точне зображення хмар електронної щільності для цих зв’язків може відрізнятися залежно від задіяних атомів.
Визначення полярності
Полярність зв'язку визначається періодичною концепцією, яка називається електронегативністю. Електронегативність - це вираження тенденції атома до залучення електронів у хімічному зв’язку. Для того, щоб визначити полярність зв'язку, потрібно знайти різницю в електронегативах задіяних атомів. Якщо різниця між 0,4 і 1,7, зв’язок буде полярним. Якщо різниця більша, зв’язок матиме іонний характер. Це означає, що електрони будуть забиратися з менш електронегативного елемента і витрачати весь час на орбіту навколо більш електронегативного елемента. Якщо різниця в електронегативах менше 0,4, зв’язок буде неполярним ковалентним. Це означає, що електрони будуть порівну розподілятися між атомами, і зв'язок не матиме полярного характеру.
Дипольний момент
У полярному зв’язку результуюча різниця в часткових зарядах кожного атома називається дипольним моментом. Негативний частковий заряд розташований на більш електронегативному елементі. Позитивний частковий заряд розташований на менш електронегативному елементі. Дипольні моменти в окремих зв'язках, з яких складається молекула, можуть дати цілій молекулі відповідний чистий дипольний момент. Хоча молекула називається електрично нейтральною, вона все ще має деякі привабливі та відразливі властивості завдяки своєму дипольному моменту. Це може призвести до деяких унікальних молекулярних властивостей. Наприклад, молекулярний дипольний момент молекули води призводить до характерно високого поверхневого натягу води.
Полярні зв’язки і полярні молекули
У певних випадках окремі зв’язки молекули мають полярний характер, а сама молекула - ні. Це відбувається, коли часткові заряди виключають один одного через однакову силу та протилежну фізичну орієнтацію. Наприклад, молекула вуглекислого газу складається з двох вуглецево-кисневих зв’язків. Електронегативність кисню - 3,5, а електронегативність вуглецю - 2,5. Вони мають різницю в одиницю, що означає, що кожен вуглець-кисневий зв’язок є полярним. Однак у молекулі вуглекислого газу атоми орієнтовані лінійно з вуглецем посередині. Часткові заряди двох атомів кисню скасовуються, утворюючи неполярну молекулу.