Üks polaarne ühend (või aine) on selline, millel on kaks erineva elektrontihedusega piirkonda. Ühel neist piirkondadest on positiivne iseloom (valge ala) ja teisel negatiivne (kollane ala), nagu näeme järgmises esituses:
Erineva laenguga piirkondade kujutamine polaarses ühendis
Tea, kas teatud komposiit on polaarne tähendab molekulidevahelise jõu tüübi tundmist, mis soodustab selle molekulide vahelist vastastikmõju teiste ainete molekule, samuti teha oletusi nende lahustuvuse ja sulamistemperatuuride kohta ning keemine.
Näiteks: lahustuvuse osas on polaarsetel ühenditel hea võime lahustuda polaarseteks ühenditeks. Mis puutub molekulidevahelistesse jõududesse, siis olenevalt juhtumist võivad polaarsed ühendid jõudude kaudu interakteeruda püsivad dipool- või vesiniksidemed (tugevus, mille tulemuseks on ka kõrgem sulamistemperatuur ja keetmine).
Siin on kaks praktilist viisi, kuidas määrata, kas ühend on polaarne või mitte.
Polaarsuse määramine pilvede arvu ja ligandide arvu kaudu
Saame kindlaks teha, kas a
komposiit on polaarne keskse aatomi külge kinnitatud võrdsete aatomite arvu ja selles keskaatomis olevate elektronipilvede arvu vahelise seosega.Märge: Elektronipilv on mis tahes keemiline side kahe aatomi vahel või elektronide paar aatomi valentskihist, mis sidemes ei osale.
Kui tsentraalses aatomis olevate pilvede arv erineb selle keskaatomi võrdsete ligandide arvust, on meil polaarne ühend. Paremaks mõistmiseks järgige allolevaid näiteid.
1. näide: Vesiniktsüaniidhappe molekul
Vesiniktsüaniidhappe struktuurivalem
Vesiniktsüaniidhappes on keskseks aatomiks süsinik, milles on neli elektroni valentskiht perioodilisuse tabeli IVA perekonda kuulumise eest. Kuidas süsinik moodustab üksiksideme (jagades kahte elektroni, igast aatomist üks elektron kaasatud) vesinikuga ja kolmikside lämmastikuga, seega pole aatomis mittesiduvaid elektrone keskne.
Seega on vesiniktsüaniidhappes kaks elektroonilist pilve (üks side ja kolmikside) ja ligand, mis on võrdne teisega. Seetõttu on see a polaarne ühend.
2. näide: Ammoniaagi molekul (NH3)
Ammoniaagi struktuurvalem
Ammoniaagis on keskseks aatomiks lämmastik, mille valentskihis on viis elektroni, kuna see kuulub perioodilisuse tabeli VA perekonda. Kuna lämmastik moodustab üksiksideme (kahe elektroni jagamine ühe elektroniga iga kaasatud aatom) iga vesinikuaatomiga ei osale kaks selle viiest elektronist sidemetes.
Lämmastikku mittesiduvad elektronid ammoniaagis
Seega on ammoniaagis neli elektronipilve (kolm üksiksidet ja mittesiduv elektronpaar) ja kolm võrdset ligandi (kolm vesinikku). Nii et see on a polaarne ühend.
Polaarsuse määramine ühendi dipoolmomendi vektori kaudu
Saame kindlaks teha, kas a komposiit on polaarne analüüsi abil saadud dipoolmomendi vektor selle struktuurivalemis, võttes arvesse selle molekulaargeomeetria ja erinevus elektronegatiivsus kaasatud aatomite vahel.
Märge: Elementide elektronegatiivsuse kahanev järjekord: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Kui molekulis olevate vektorite summa erineb nullist, on ühend polaarne. Paremaks mõistmiseks järgige järgmisi näiteid.
1. näide: triklorometaani molekul
Triklorometaan on ühend, mis esineb tetraeedriline geomeetria, nagu näeme selle allolevas struktuurivalemis:
Triklorometaani struktuurivalem
Et teada saada, kas tegemist on polaarse ühendiga või mitte, tuleb algselt paigutada dipoolmomendi vektorid (nooled, mis näitavad, milline aatom on teisest stabiilsem), nagu järgmises näites:
Märge: Kloor on elektronegatiivsem element kui süsinik. Süsinik on omakorda elektronegatiivsem element kui vesinik.
Dipoolmomendi vektorid triklorometaanis
Roosat värvi vektoreid saab esitada +x ja -x, kuna neil on sama suund (vertikaalne) ja vastupidine (üles ja alla). Punased vektorid on tähistatud +x-ga, kuna neil on sama suund ja suund. Seega on saadud dipoolmomendi vektor (vektorite summa) esitatud järgmiselt:
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Kuna saadud dipoolmomendi vektor on nullist erinev, on meil a polaarne ühend.
2. näide: vee molekul
Vesi on ühend, mis esineb nurkgeomeetria, nagu näeme selle allolevas struktuurivalemis:
Vee struktuurivalem
Et teada saada, kas see on polaarne ühend või mitte, peame algselt paigutama struktuuri dipoolmomendi vektorid (nooled, mis näitavad, milline aatom on teisest stabiilsem), nagu allpool näidatud:
Märge: Hapnik on elektronegatiivsem element kui vesinik.
dipoolmomendi vektorid vees
Kuna vee struktuuri kaks vektorit on risti risti, peame kasutama rööpkülikureeglit. Selles reeglis luuakse vektorite aluste ühendamisel saadud vektor (mis asendab kaks varem kasutatud), nagu järgmises mudelis:
Tulemuslik vektor vee struktuurivalemis
Kuna veemolekulil on üks vektor, on saadud dipoolmomendi vektor nullist erinev, see tähendab, et meil on polaarne ühend.
Mina. Diogo Lopes Dias
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm
