Jeden polární sloučenina (nebo látka) je taková, která má dvě oblasti s různou hustotou elektronů. Jeden z těchto regionů má pozitivní charakter (bílá oblast) a další má negativní charakter (žlutá oblast), jak můžeme vidět na následujícím znázornění:
Znázornění oblastí různého náboje v polární sloučenině
Vědět, jestli jistý kompozit je polární znamená znát typ intermolekulární síly, která podporuje interakci mezi jejími molekulami nebo s molekul jiných látek, jakož i vytváření předpokladů o jejich rozpustnosti a teplotách tání a vařící.
Například: s ohledem na rozpustnost mají polární sloučeniny dobrou schopnost rozpouštět se na polární sloučeniny. Pokud jde o mezimolekulární síly, v závislosti na případu mohou polární sloučeniny interagovat silami trvalé dipólové nebo vodíkové vazby (pevnost, která také vede k vyšším teplotám tání a vařící).
Zde jsou dva praktické způsoby, jak určit, zda je sloučenina polární nebo ne.
Určení polarity pomocí počtu mraků a počtu ligandů
Můžeme určit, zda a kompozit je polární
vztahem mezi počtem stejných atomů připojených k centrálnímu atomu a počtem elektronových mraků v tomto centrálním atomu.Poznámka: Elektronový mrak je jakákoli chemická vazba mezi dvěma atomy nebo pár elektronů z valenčního obalu atomu, které se neúčastní vazby.
Pokud se počet mraků přítomných v centrálním atomu liší od počtu stejných ligandů v tomto centrálním atomu, máme polární sloučeninu. Pro lepší pochopení postupujte podle následujících příkladů:
1. příklad: Molekula kyseliny kyanovodíkové
Strukturní vzorec kyseliny kyanovodíkové
V kyselině kyanovodíkové je centrálním atomem uhlík, který má v sobě čtyři elektrony valenční vrstva pro příslušnost do rodiny IVA periodické tabulky. Jak uhlík vytváří jednoduchou vazbu (sdílí dva elektrony s jedním elektronem z každého atomu zapojený) s vodíkem a trojnou vazbou s dusíkem, takže v atomu nejsou žádné nevazebné elektrony centrální.
V kyselině kyanovodíkové je tedy přítomnost dvou elektronových mraků (jednoduchá vazba a trojná vazba) a ligandu rovného tomu druhému. Proto je a polární sloučenina.
2. příklad: Molekula amoniaku (NH3)
Strukturní vzorec amoniaku
V čpavku je centrálním atomem dusík, který má ve svém valenčním obalu pět elektronů, protože patří do rodiny VA periodické tabulky. Protože dusík vytváří jednoduchou vazbu (sdílení dvou elektronů s jedním elektronem každý zapojený atom) s každým atomem vodíku se dva z jeho pěti elektronů neúčastní vazeb.
Elektrony nevázající dusík v čpavku
V čpavku tedy existují čtyři elektronová mračna (tři jednoduché vazby a nevazebný elektronový pár) a tři stejné ligandy (tři vodíky). Takže je to a polární sloučenina.
Určení polarity pomocí vektoru dipólového momentu sloučeniny
Můžeme určit, zda a kompozit je polární analýzou výsledný vektor dipólového momentu ve svém strukturním vzorci s přihlédnutím k jeho molekulární geometrie a rozdíl elektronegativita mezi zúčastněnými atomy.
Poznámka: Sestupné pořadí elektronegativity prvků: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Když je součet vektorů přítomných v molekule odlišný od nuly, sloučenina bude polární. Pro lepší pochopení postupujte podle následujících příkladů:
1. příklad: molekula trichlormethanu
Trichlormethan je sloučenina, která představuje čtyřstěnná geometrie, jak můžeme vidět v jeho strukturním vzorci níže:
Strukturní vzorec trichlormethanu
Abychom zjistili, zda se jedná nebo nejedná o polární sloučeninu, musíme nejprve umístit vektory dipólového momentu (šipky, které označují, který atom je stabilnější než druhý) do strukturního, jako v následujícím příkladu:
Poznámka: Chlór je elektronegativnější prvek než uhlík. Uhlík je zase elektronegativnější prvek než vodík.
Vektory dipólového momentu v trichlormethanu
Růžové vektory mohou být reprezentovány +x a -x, protože mají stejný směr (vertikální) a opačný směr (nahoru a dolů). Vektory červeně jsou reprezentovány +x, protože mají stejný směr a stejný směr. Výsledný vektor dipólového momentu (součet vektorů) je tedy reprezentován:
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Protože výsledný vektor dipólového momentu je nenulový, máme a polární sloučenina.
2. příklad: molekula vody
Voda je sloučenina, která se prezentuje úhlová geometrie, jak můžeme vidět v jeho strukturním vzorci níže:
Strukturní vzorec vody
Abychom zjistili, zda se jedná nebo nejedná o polární sloučeninu, musíme nejprve umístit vektory dipólového momentu (šipky, které označují, který atom je stabilnější než druhý) do struktury, jak je znázorněno níže:
Poznámka: Kyslík je elektronegativnější prvek než vodík.
vektory dipólového momentu ve vodě
Protože dva vektory ve vodní struktuře jsou diagonálně napříč, musíme použít pravidlo rovnoběžníku. V tomto pravidle, když propojíme báze vektorů, máme vytvoření výsledného vektoru (který nahrazuje dva dříve použité), jako v následujícím modelu:
Výsledný vektor ve strukturním vzorci vody
Protože molekula vody má jeden vektor, výsledný vektor dipólového momentu je nenulový, to znamená, že máme polární sloučenina.
Ode mě, Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm
