En polær forbindelse (eller stof) er en, der har to områder med forskellige elektrontætheder. En af disse regioner har en positiv karakter (hvidt område), og en anden har en negativ karakter (gult område), som vi kan se i følgende repræsentation:
Repræsentation af områder med forskellig ladning i en polær forbindelse
Ved om en bestemt komposit er polært indebærer at kende typen af intermolekylær kraft, der favoriserer interaktionen mellem dens molekyler eller med molekyler af andre stoffer, samt gøre antagelser om deres opløselighed og smeltepunkter og kogende.
For eksempel: med hensyn til opløselighed har polære forbindelser en god evne til at opløses til polære forbindelser. Med hensyn til intermolekylære kræfter, afhængigt af tilfældet, kan polære forbindelser interagere med kræfter permanente dipol- eller hydrogenbindinger (styrke, som også resulterer i højere smeltepunkter og kogende).
Her er to praktiske måder at bestemme, om en forbindelse er polær eller ej.
Bestemmelse af polaritet gennem antallet af skyer og antallet af ligander
Vi kan afgøre, om en komposit er polært ved forholdet mellem antallet af lige store atomer knyttet til det centrale atom og antallet af elektronskyer i det centrale atom.
Bemærk: En elektronsky er enhver kemisk binding mellem to atomer eller et par elektroner fra et atoms valensskal, som ikke deltager i en binding.
Hvis antallet af skyer til stede i det centrale atom er forskelligt fra antallet af lige store ligander i det centrale atom, har vi en polær forbindelse. For bedre at forstå, følg eksemplerne nedenfor:
1. eksempel: Blåsyremolekyle
Strukturformel for blåsyre
I blåsyre er det centrale atom kulstof, som har fire elektroner i sig valenslag for at tilhøre IVA-familien i det periodiske system. Hvordan kulstof danner en enkeltbinding (der deler to elektroner med en elektron fra hvert atom involveret) med brint og en tredobbeltbinding med nitrogen, så der er ingen ikke-bindende elektroner i atomet central.
I blåsyre er der således tilstedeværelsen af to elektroniske skyer (en enkeltbinding og en tredobbeltbinding) og en ligand lig med den anden. Derfor er det en polær forbindelse.
2. eksempel: Ammoniakmolekyle (NH3)
Ammoniak strukturformel
I ammoniak er det centrale atom nitrogen, som har fem elektroner i sin valensskal, da det tilhører VA-familien i det periodiske system. Som nitrogen laver en enkeltbinding (deling af to elektroner, med en elektron af hvert involveret atom) med hvert brintatom deltager to af dets fem elektroner ikke i bindinger.
Ikke-nitrogenbindende elektroner i ammoniak
I ammoniak er der således fire elektronskyer (tre enkeltbindinger og det ikke-bindende elektronpar) og tre lige store ligander (de tre hydrogenatomer). Så det er en polær forbindelse.
Bestemmelse af polaritet gennem dipolmomentvektoren af en forbindelse
Vi kan afgøre, om en komposit er polært ved analysen af resulterende dipolmomentvektor i sin strukturformel under hensyntagen til dens molekylær geometri og forskellen på elektronegativitet mellem de involverede atomer.
Bemærk: Faldende rækkefølge af elektronegativitet af elementerne: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Når summen af vektorerne i molekylet er forskellig fra nul, vil forbindelsen være polær. For bedre at forstå, følg følgende eksempler:
1. eksempel: trichlormethan molekyle
Trichlormethan er en forbindelse, der præsenterer tetraedrisk geometri, som vi kan se i dens strukturformel nedenfor:
Strukturel formel for trichlormethan
For at finde ud af, om det er en polær forbindelse eller ej, skal vi indledningsvis placere dipolmomentvektorerne (pile, der angiver, hvilket atom der er mere stabilt end det andet) i den strukturelle, som i følgende eksempel:
Bemærk: Klor er et mere elektronegativt grundstof end kulstof. Til gengæld er kulstof et mere elektronegativt grundstof end brint.
Dipolmomentvektorer i trichlormethan
Vektorer i pink kan repræsenteres af +x og -x, da de har samme retning (lodret) og modsatte retninger (op og ned). Vektorer i rødt er repræsenteret ved +x, da de har samme retning og samme retning. Således er den resulterende dipolmomentvektor (summen af vektorerne) repræsenteret af:
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Da den resulterende dipolmomentvektor ikke er nul, har vi en polær forbindelse.
2. eksempel: vandmolekyle
Vand er en forbindelse, der præsenterer vinkelgeometri, som vi kan se i dens strukturformel nedenfor:
Strukturformel for vand
For at finde ud af, om det er en polær forbindelse eller ej, skal vi indledningsvis placere dipolmomentvektorerne (pile, der angiver, hvilket atom der er mere stabilt end det andet) i strukturen, som vist nedenfor:
Bemærk: Ilt er et mere elektronegativt grundstof end brint.
dipolmomentvektorer i vand
Da de to vektorer i vandstrukturen er diagonalt på tværs, skal vi bruge parallelogramreglen. I denne regel, når vi forbinder baserne af vektorerne, har vi oprettelsen af en resulterende vektor (som erstatter de to tidligere brugte), som i følgende model:
Resulterende vektor i strukturformlen for vand
Da vandmolekylet har en enkelt vektor, er den resulterende dipolmomentvektor derfor ikke-nul, det vil sige, vi har en polær forbindelse.
Af mig Diogo Lopes Dias
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm
