Як визначити полярність молекули

Чи є молекула полярною чи ні, цілком залежить від полярності зв’язків, що знаходяться в даній сполуці, та деяких параметрів цих зв’язків. Але перед тим, як заглибитися в те, як визначити полярність, ось коротке пояснення полярності

Молекула є полярною, якщо одна її частина має частковий позитивний заряд, а інша частина має частковий негативний заряд.

В облігація, атоми можуть або ділитися електронами (ковалентними), або віддавати їх (іонними). Таким чином, атом, який утримує електрони ближче, буде більш негативно зарядженим, ніж інший атом.

Електронегативність - це міра того, наскільки певний елемент хоче електронів. У розділі "Ресурси" ви знайдете періодичну таблицю, яка повідомляє про електронегативність кожного елемента. Чим вище це число, тим більше атом цього елемента буде «висівати» електрони у зв’язку.

Значення електронегативності можуть допомогти вам визначити, чи зв’язок між двома атомами може бути ковалентним чи полярним ковалентним. Для цього ви знаходите абсолютне значення різниці між електронегативністю двох атомів. Виходячи з цієї різниці, наступна таблиця повідомляє, чи є зв’язок полярним ковалентним, ковалентним чи іонним.

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

Наприклад, оскільки різниця електронегативності між H (2,2) та O (3,44) дорівнює 1,24, цей зв’язок буде полярним ковалентним. Але що це означає для молекули, що містить зв'язок O-H?

Хоча зв’язок може бути полярним всередині молекули, сама молекула може цього не робити. Чому це?

Часткові нарахування або дипольні моменти (що виникають внаслідок полярності зв’язку) важливі для визначення молекулярної полярності. Але, всі повинні бути враховані облігації. Якщо вектори часткового заряду / дипольного моменту в кінцевому підсумку згасають, тоді молекула може бути не полярною.

Для того, щоб передбачити дипольні моменти, вам слід вивчити геометрію зв’язків, яку ви можете знайти за допомогою теорії відштовхування електронної пари (VSEPR) валентної оболонки. Ця теорія починається з ідеї, що пари електронів у валентній оболонці атома відштовхують одна одну. Таким чином, електронні пари навколо атома будуть орієнтуватися, щоб мінімізувати сили відштовхування.

Погляньте на воду. Вода пов'язана з двома воднями, а також має дві одинарні пари електронів. Через дві пари запозичень молекула має чотиригранну зігнуту форму. Для того, щоб визначити, чи є молекула полярною, вам слід розглянути вектори часткового заряду.

По-перше, на молекулі є дві електронні пари, що означає, що в цьому напрямку буде великий вектор часткового заряду. Далі, кисень є більш електронегативним, ніж водень, і буде затримувати електрони. Це означає, що вектор часткового заряду на кожному зв’язку матиме компонент, спрямований до кисню.

Поки внутрішня складова вектора на кожному зв’язку скасовується, частина, спрямована до кисню, ні. Як такий, буде чистий частковий негативний заряд на кисневій стороні молекули та чисте часткове положення на водневій стороні молекули. Таким чином, вода є полярною молекулою.

А як щодо CO₂?

По-перше, CO₂ не має одинарних пар, оскільки всі електрони беруть участь у двох наборах подвійних зв’язків між C та O. Це означає, що CO₂ має лінійну геометрію.

Далі зв’язок С-О є полярним ковалентним, оскільки різниця в електронегативності становить 0,89. Тепер вам потрібно відобразити дипольний момент, щоб зробити молекулярну геометрію. Один кінець молекули має частковий негативний заряд, спрямований на кисень. Але це вірно і з іншого боку. В результаті дипольні моменти скасовуються.

Таким чином, CO₂ є неполярною молекулою.

Перевірте себе: це СН₄ полярний чи неполярний?

Підказка: Намалюйте молекулярну форму, а потім обчисліть різницю в електронегативі.

Відповідь: Оскільки всі дипольні моменти у цій тетраедричній молекулі анулюються, СН₄ є неполярним.