Une composé polaire (ou substance) est celui qui a deux régions avec des densités d'électrons différentes. Une de ces régions a un caractère positif (zone blanche), et une autre a un caractère négatif (zone jaune), comme on peut le voir dans la représentation suivante :
Représentation de régions de charges différentes dans un composé polaire
Savoir si un certain le composite est polaire implique de connaître le type de force intermoléculaire qui favorise l'interaction entre ses molécules ou avec molécules d'autres substances, ainsi que faire des hypothèses sur leur solubilité et leurs points de fusion et ébullition.
Par exemple: en ce qui concerne la solubilité, les composés polaires ont une bonne capacité à se dissoudre en composés polaires. Quant aux forces intermoléculaires, selon les cas, les composés polaires peuvent interagir par des forces liaisons dipolaires ou hydrogène permanentes (force qui entraîne également des points de fusion plus élevés et ébullition).
Voici deux façons pratiques de déterminer si un composé est polaire ou non.
Détermination de la polarité par le nombre de nuages et le nombre de ligands
Nous pouvons déterminer si un le composite est polaire par la relation entre le nombre d'atomes égaux attachés à l'atome central et le nombre de nuages d'électrons dans cet atome central.
Noter: Un nuage d'électrons est une liaison chimique entre deux atomes ou une paire d'électrons de la couche de valence d'un atome qui ne participent pas à une liaison.
Si le nombre de nuages présents dans l'atome central est différent du nombre de ligands égaux dans cet atome central, nous avons un composé polaire. Pour mieux comprendre, suivez les exemples ci-dessous :
1er exemple : Molécule d'acide cyanhydrique
Formule développée de l'acide cyanhydrique
Dans l'acide cyanhydrique, l'atome central est le carbone, qui a quatre électrons dans son couche de valence pour appartenir à la famille IVA du tableau périodique. Comment le carbone crée une liaison simple (partageant deux électrons, avec un électron de chaque atome impliqué) avec l'hydrogène et une triple liaison avec l'azote, il n'y a donc pas d'électrons non liants dans l'atome central.
Ainsi, dans l'acide cyanhydrique, il y a la présence de deux nuages électroniques (une simple liaison et une triple liaison) et un ligand égal à l'autre. Par conséquent, c'est un composé polaire.
2e exemple : Molécule d'ammoniac (NH3)
Formule structurelle d'ammoniac
Dans l'ammoniac, l'atome central est l'azote, qui a cinq électrons dans sa couche de valence car il appartient à la famille VA du tableau périodique. Comme l'azote fait une simple liaison (partage de deux électrons, avec un électron de chaque atome impliqué) avec chaque atome d'hydrogène, deux de ses cinq électrons ne participent pas aux liaisons.
Les électrons ne fixant pas l'azote dans l'ammoniac
Ainsi, dans l'ammoniac, il y a quatre nuages d'électrons (trois liaisons simples et la paire d'électrons non liante) et trois ligands égaux (les trois hydrogènes). C'est donc un composé polaire.
Détermination de la polarité par le vecteur moment dipolaire d'un composé
Nous pouvons déterminer si un le composite est polaire par l'analyse de la vecteur de moment dipolaire résultant dans sa formule structurelle, compte tenu de son géométrie moléculaire et la différence de électronégativité entre les atomes impliqués.
Noter: Ordre décroissant d'électronégativité des éléments: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Lorsque la somme des vecteurs présents dans la molécule est différente de zéro, le composé sera polaire. Pour mieux comprendre, suivez les exemples suivants :
1er exemple : molécule de trichlorométhane
Le trichlorométhane est un composé qui présente géométrie tétraédrique, comme on peut le voir dans sa formule structurelle ci-dessous :
Formule développée du trichlorométhane
Pour savoir s'il s'agit ou non d'un composé polaire, il faut d'abord placer les vecteurs moments dipolaires (flèches qui indiquent quel atome est plus stable que l'autre) dans celui de structure, comme dans l'exemple suivant :
Noter: Le chlore est un élément plus électronégatif que le carbone. À son tour, le carbone est un élément plus électronégatif que l'hydrogène.
Vecteurs de moment dipolaire dans le trichlorométhane
Les vecteurs en rose peuvent être représentés par +x et -x, car ils ont la même direction (verticale) et des directions opposées (haut et bas). Les vecteurs en rouge sont représentés par +x, car ils ont la même direction et la même direction. Ainsi, le vecteur moment dipolaire résultant (somme des vecteurs) est représenté par :
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Puisque le vecteur moment dipolaire résultant est non nul, nous avons un composé polaire.
2e exemple : molécule d'eau
L'eau est un composé qui présente géométrie angulaire, comme on peut le voir dans sa formule structurelle ci-dessous :
Formule structurelle de l'eau
Pour savoir s'il s'agit ou non d'un composé polaire, il faut d'abord placer les vecteurs moments dipolaires (flèches qui indiquent quel atome est plus stable que l'autre) dans la structure, comme indiqué ci-dessous :
Noter: L'oxygène est un élément plus électronégatif que l'hydrogène.
vecteurs moment dipolaire dans l'eau
Puisque les deux vecteurs dans la structure de l'eau sont en diagonale, nous devons utiliser la règle du parallélogramme. Dans cette règle, lorsque l'on relie les bases des vecteurs, on a la création d'un vecteur résultant (qui remplace les deux utilisés précédemment), comme dans le modèle suivant :
Vecteur résultant dans la formule structurelle de l'eau
Comme la molécule d'eau a un seul vecteur, par conséquent, le vecteur moment dipolaire résultant est non nul, c'est-à-dire que nous avons un composé polaire.
Par moi Diogo Lopes Dias
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm
