Sideme ja molekuli polaarsus on seotud elektronide jaotusega aatomite ümber.Kui see jaotus on sümmeetriline, on molekul mittepolaarne, kuid kui see on asümmeetriline, ja ühel molekuli osadel on suurem elektronitihedus, nii et see on polaarne molekul.
Molekulide polaarsust saab visualiseerida, kui nende koostisosa aine allub välisele elektriväljale. Kui molekulid orienteeruvad selle välja olemasolul, see tähendab, et kui üks osa tõmbub positiivsesse poolusesse ja teine osa molekulist negatiivsesse poolusesse, siis nad on polaarsed. Vastasel juhul kui nad ei orienteeru, on nad mittepolaarsed.
Näiteks kui klaaspulka palju flanelliga hõõruda, muutub see positiivselt laetud. Kui läheneme sellele kraanist kukkuvale veevoolule, näeme, et vesi ei lange jätkuvalt sirgel vertikaalsel trajektooril, vaid teda tõmbab kepp, kannatades kõrvalekallet. See näitab, et vesi on polaarne. Kuid kui teeme sama katse õlifileega, siis see ei kaldu oma trajektoorilt kõrvale, näidates, et selle molekulid on mittepolaarsed.
Analüüsides molekulide struktuure, saame kindlaks teha, kas need on polaarsed või mitte, võttes arvesse kahte olulist tegurit: elektronegatiivsuse erinevus aatomite ja molekuli geomeetria vahel.
1.) Aatomite elektronegatiivsus:
Kui molekul on moodustatud samade keemiliste elementide aatomite vaheliste sidemete abil, st kui need on lihtsad ained nagu O2, H2, ei2, Cℓ2, P4, S8jne on nad mittepolaarsed, kuna nende aatomite vahel pole elektronegatiivsuses erinevust.
Ainus erand on osoonimolekul (O3), mida näeme hiljem.
Kui molekul on diatoomiline ja moodustatud erineva elektronegatiivsusega elementidest, siis on molekul polaarne. Näited: HC2, HF, HBr ja HI.
2.) Molekuli geomeetria:
Molekuli geomeetria mõjutab seda, kuidas elektronid selles jaotuvad, ja sellest tulenevalt ka selle polaarsust. Kui molekul koosneb kolmest või enamast aatomist, peame analüüsima iga tekkinud sidet ja molekuli geomeetriat. Vaadake näidet: CO2 - lineaarne molekul:
δ- δ+ δ-
O = C = O
Pange tähele, et hapnik on rohkem elektronegatiivne kui süsinik, seega seovad elektrone rohkem hapnikku. Neis moodustub osaline negatiivne laeng (δ-), samas kui süsinikus moodustub osaline positiivne laeng (δ+). Nimetatakse nende laengutega moodulites ühendatud aatomite tuumade vahekorra korrutamist (st ainult pluss- või miinusmärgita arvu) dipoolmoment ja seda esindab μ.
μ = d. |δ|
Seda dipoolmomenti näitavad nooled, mis osutavad kõige elektronegatiivsema elemendi suunas, mis meelitab elektrone: O ← C → O. See näitab, et see suurus on vektor (suurus, millel on suurus või intensiivsus, suund ja suund). Seetõttu esindab seda kõige paremini: .
Kõigi vektorite liitmisel leiame saadud dipoolmomendi, , mis antud juhul oli võrdne nulliga, kuna kahel dipoolmomendil on võrdsed väärtused, kuid need lähevad vastassuunas, tühistades üksteise.
Kui saadud dipoolmomendi vektor on võrdne nulliga, on molekul mittepolaarne, kuid kui see on null, on see polaarne.
Seega CO-molekuli puhul2, ta on apolaarne.
Nüüd vaadake veel ühte näidet: H2O - nurga geomeetria (kuna hapnikul on äärmisel tasandil saadaval kaks elektronipaari, mis tõrjuvad elektronid vesinikühendustega):
Elektrone meelitab hapnik. Kuid sel juhul ei tühista vektorid üksteist, kuna vee molekulaarne geomeetria on nurga all, kuna selle suunad ei ole vastupidised, andes nullist tuleneva dipoolmomendi vektori ja seetõttu on veemolekul polaarne.
Rohkem näiteid leiate allolevast tabelist:
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/polaridade-das-moleculas.htm