Ενας πολική ένωση (ή ουσία) είναι αυτή που έχει δύο περιοχές με διαφορετικές πυκνότητες ηλεκτρονίων. Μία από αυτές τις περιοχές έχει θετικό χαρακτήρα (λευκή περιοχή) και μια άλλη έχει αρνητικό χαρακτήρα (κίτρινη περιοχή), όπως μπορούμε να δούμε στην ακόλουθη αναπαράσταση:
Αναπαράσταση περιοχών διαφορετικού φορτίου σε μια πολική ένωση
Να ξέρετε αν κάποιο το σύνθετο είναι πολικό υποδηλώνει τη γνώση του τύπου της διαμοριακής δύναμης που ευνοεί την αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων της ή με μόρια άλλων ουσιών, καθώς και υποθέσεις σχετικά με τη διαλυτότητα και τα σημεία τήξης τους και βρασμός.
Για παράδειγμα: όσον αφορά τη διαλυτότητα, οι πολικές ενώσεις έχουν καλή ικανότητα να διαλύονται σε πολικές ενώσεις. Όσον αφορά τις διαμοριακές δυνάμεις, ανάλογα με την περίπτωση, οι πολικές ενώσεις μπορούν να αλληλεπιδράσουν με δυνάμεις μόνιμο δίπολο ή δεσμούς υδρογόνου (ισχύς που οδηγεί επίσης σε υψηλότερα σημεία τήξης και βρασμός).
Ακολουθούν δύο πρακτικοί τρόποι για να προσδιορίσετε εάν μια ένωση είναι πολική ή όχι.
Προσδιορισμός της πολικότητας μέσω του αριθμού των νεφών και του αριθμού των προσδεμάτων
Μπορούμε να προσδιορίσουμε εάν α το σύνθετο είναι πολικό από τη σχέση μεταξύ του αριθμού των ίσων ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο και του αριθμού των νεφών ηλεκτρονίων σε αυτό το κεντρικό άτομο.
Σημείωση: Ένα νέφος ηλεκτρονίων είναι οποιοσδήποτε χημικός δεσμός μεταξύ δύο ατόμων ή ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από το κέλυφος σθένους ενός ατόμου που δεν συμμετέχουν σε έναν δεσμό.
Εάν ο αριθμός των νεφών που υπάρχουν στο κεντρικό άτομο είναι διαφορετικός από τον αριθμό των ίσων προσδεμάτων σε αυτό το κεντρικό άτομο, έχουμε μια πολική ένωση. Για να κατανοήσετε καλύτερα, ακολουθήστε τα παρακάτω παραδείγματα:
1ο Παράδειγμα: Μόριο Υδροκυανικού Οξέος
Δομικός τύπος υδροκυανικού οξέος
Στο υδροκυανικό οξύ, το κεντρικό άτομο είναι ο άνθρακας, ο οποίος έχει τέσσερα ηλεκτρόνια μέσα του στρώμα σθένους για ανήκει στην οικογένεια IVA του περιοδικού πίνακα. Πώς ο άνθρακας δημιουργεί έναν απλό δεσμό (που μοιράζεται δύο ηλεκτρόνια, με ένα ηλεκτρόνιο από κάθε άτομο εμπλέκονται) με το υδρογόνο και έναν τριπλό δεσμό με το άζωτο, επομένως δεν υπάρχουν μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια στο άτομο κεντρικός.
Έτσι, στο υδροκυανικό οξύ, υπάρχει η παρουσία δύο ηλεκτρονικών νεφών (ενός απλού δεσμού και ενός τριπλού δεσμού) και ενός συνδέτη ίσου με το άλλο. Επομένως, είναι α πολική ένωση.
2ο Παράδειγμα: Μόριο αμμωνίας (NH3)
Δομική φόρμουλα αμμωνίας
Στην αμμωνία, το κεντρικό άτομο είναι το άζωτο, το οποίο έχει πέντε ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους καθώς ανήκει στην οικογένεια VA του περιοδικού πίνακα. Καθώς το άζωτο δημιουργεί έναν απλό δεσμό (μοιρασιά δύο ηλεκτρονίων, με ένα ηλεκτρόνιο του κάθε άτομο που εμπλέκεται) με κάθε άτομο υδρογόνου, δύο από τα πέντε ηλεκτρόνια του δεν συμμετέχουν σε δεσμούς.
Ηλεκτρόνια που δεν δεσμεύουν το άζωτο στην αμμωνία
Έτσι, στην αμμωνία, υπάρχουν τέσσερα νέφη ηλεκτρονίων (τρεις απλοί δεσμοί και το μη δεσμευτικό ζεύγος ηλεκτρονίων) και τρεις ίσοι συνδέτες (τα τρία υδρογόνα). Άρα είναι ένα πολική ένωση.
Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)
Προσδιορισμός πολικότητας μέσω του διανύσματος διπολικής ροπής μιας ένωσης
Μπορούμε να προσδιορίσουμε εάν α το σύνθετο είναι πολικό από την ανάλυση των που προκύπτει διάνυσμα διπολικής ροπής στον δομικό τύπο του, λαμβάνοντας υπόψη του μοριακή γεωμετρία και η διαφορά του ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των εμπλεκόμενων ατόμων.
Σημείωση: Φθίνουσα σειρά ηλεκτραρνητικότητας των στοιχείων: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Όταν το άθροισμα των φορέων που υπάρχουν στο μόριο είναι διαφορετικό από το μηδέν, η ένωση θα είναι πολική. Για να κατανοήσετε καλύτερα, ακολουθήστε τα ακόλουθα παραδείγματα:
1ο Παράδειγμα: μόριο τριχλωρομεθανίου
Το τριχλωρομεθάνιο είναι μια ένωση που παρουσιάζει τετραεδρική γεωμετρία, όπως μπορούμε να δούμε στον δομικό τύπο του παρακάτω:
Δομικός τύπος τριχλωρομεθανίου
Για να μάθουμε αν πρόκειται για πολική ένωση ή όχι, πρέπει αρχικά να τοποθετήσουμε τα διανύσματα διπολικής ροπής (βέλη που δείχνουν ποιο άτομο είναι πιο σταθερό από το άλλο) στο δομικό, όπως στο ακόλουθο παράδειγμα:
Σημείωση: Το χλώριο είναι πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο από τον άνθρακα. Με τη σειρά του, ο άνθρακας είναι πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο από το υδρογόνο.
Διανύσματα Διπολικής Ροπής σε Τριχλωρομεθάνιο
Τα διανύσματα στο ροζ μπορούν να παρασταθούν με +x και -x, καθώς έχουν την ίδια κατεύθυνση (κάθετη) και αντίθετες κατευθύνσεις (πάνω και κάτω). Τα διανύσματα με κόκκινο αντιπροσωπεύονται με +x, καθώς έχουν την ίδια κατεύθυνση και την ίδια κατεύθυνση. Έτσι, το διάνυσμα διπολικής ροπής που προκύπτει (άθροισμα των διανυσμάτων) αντιπροσωπεύεται από:
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Εφόσον το διάνυσμα διπολικής ροπής που προκύπτει είναι μη μηδενικό, έχουμε α πολική ένωση.
2ο Παράδειγμα: μόριο νερού
Το νερό είναι μια ένωση που παρουσιάζει γωνιακή γεωμετρία, όπως μπορούμε να δούμε στον δομικό τύπο του παρακάτω:
Δομική φόρμουλα νερού
Για να μάθουμε αν πρόκειται για πολική ένωση ή όχι, πρέπει αρχικά να τοποθετήσουμε τα διανύσματα διπολικής ροπής (βέλη που δείχνουν ποιο άτομο είναι πιο σταθερό από το άλλο) στη δομή, όπως φαίνεται παρακάτω:
Σημείωση: Το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο από το υδρογόνο.
διανύσματα διπολικής ροπής στο νερό
Δεδομένου ότι τα δύο διανύσματα στη δομή του νερού είναι διαγώνια κατά μήκος, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον κανόνα του παραλληλογράμμου. Σε αυτόν τον κανόνα, όταν συνδέουμε τις βάσεις των διανυσμάτων, έχουμε τη δημιουργία ενός διανύσματος που προκύπτει (το οποίο αντικαθιστά τα δύο που χρησιμοποιήθηκαν προηγουμένως), όπως στο παρακάτω μοντέλο:
Προκύπτον διάνυσμα στον δομικό τύπο του νερού
Καθώς το μόριο του νερού έχει ένα μόνο διάνυσμα, επομένως, το διάνυσμα διπολικής ροπής που προκύπτει είναι μη μηδενικό, δηλαδή έχουμε ένα πολική ένωση.
Από εμένα Diogo Lopes Dias
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε ένα σχολικό ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
DAYS, Ντιόγκο Λόπες. "Τι είναι μια πολική ένωση;" Σχολή Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουλίου 2021.
