De polariteit van een binding en een molecuul is gerelateerd aan de verdeling van elektronen rond atomen.Als deze verdeling symmetrisch is, is het molecuul niet-polair, maar als het asymmetrisch is, en een van de delen van het molecuul heeft een hogere elektronendichtheid, dus het is een polair molecuul.
De polariteit van moleculen kan worden gevisualiseerd wanneer hun samenstellende substantie wordt onderworpen aan een extern elektrisch veld. Als moleculen zich oriënteren in de aanwezigheid van dit veld, dat wil zeggen, als een deel wordt aangetrokken door de positieve pool en het andere deel van het molecuul wordt aangetrokken door de negatieve pool, dan, ze zijn polair. Anders, als ze zich niet oriënteren, zijn ze niet-polair.
Wanneer je bijvoorbeeld veel met een washandje over een glazen stokje wrijft, wordt deze positief geladen. Als we het naderen tot een stroom water die uit een kraan valt, zullen we zien dat het water niet in een rechte verticale baan zal blijven vallen, maar zal worden aangetrokken door de stok en een afwijking ondergaan. Dit laat zien dat water polair is. Maar als we hetzelfde experiment doen met een oliefilet, zal het niet afwijken in zijn traject, wat aantoont dat zijn moleculen niet-polair zijn.
Door de structuren van moleculen te analyseren, kunnen we bepalen of ze polair zijn of niet, rekening houdend met twee belangrijke factoren: het verschil in elektronegativiteit tussen atomen en de geometrie van het molecuul.
1e) Elektronegativiteit tussen atomen:
Als het molecuul wordt gevormd door bindingen tussen atomen van dezelfde chemische elementen, dat wil zeggen, als het eenvoudige stoffen zijn zoals O2, H2, Nee2, Cℓ2, P4, S8, enz., zullen ze niet-polair zijn, omdat er geen verschil is in elektronegativiteit tussen hun atomen.
De enige uitzondering is het ozonmolecuul (O3), die later zal worden bekeken.
Als het molecuul diatomisch is en wordt gevormd door elementen met verschillende elektronegativiteiten, dan zal het molecuul polair zijn. Voorbeelden: HCℓ, HF, HBr en HI.
2e) Molecuulgeometrie:
De geometrie van het molecuul beïnvloedt hoe de elektronen erin worden verdeeld en bijgevolg de polariteit ervan. Als het molecuul uit drie of meer atomen bestaat, moeten we elke gemaakte binding en de geometrie van het molecuul analyseren. Zie een voorbeeld: CO2 – lineair molecuul:
δ- δ+ δ-
O = C = O
Merk op dat zuurstof meer elektronegatief is dan koolstof, dus de bindingselektronen worden meer aangetrokken door zuurstof. Daarin wordt een gedeeltelijke negatieve lading gevormd (δ-), terwijl in koolstof een gedeeltelijke positieve lading wordt gevormd (δ+). De vermenigvuldiging van de afstand tussen de kernen van de atomen gebonden met deze ladingen in modulus (dat wil zeggen, alleen het getal zonder plus- of minteken) wordt genoemd dipool moment en wordt vertegenwoordigd door μ.
= d. |δ|
Dit dipoolmoment wordt aangegeven door pijlen die wijzen in de richting van het meest elektronegatieve element, dat elektronen aantrekt: O ← C → O. Dit laat zien dat deze grootheid een vector is (een grootheid met een grootte of intensiteit, richting en richting). Daarom wordt het het best weergegeven door: .
Als we alle vectoren bij elkaar optellen, vinden we het resulterende dipoolmoment, , wat in dit geval gelijk was aan nul omdat de twee dipoolmomenten gelijke waarden hebben, maar in tegengestelde richting gaan en elkaar opheffen.
Wanneer de resulterende dipoolmomentvector gelijk is aan nul, is het molecuul niet-polair, maar als het niet-nul is, zal het polair zijn.
Daarom, in het geval van het CO-molecuul2, ze is apolair.
Kijk nu naar een ander voorbeeld: H2O - hoekgeometrie (omdat zuurstof twee elektronenparen beschikbaar heeft op het buitenste niveau, die elektronen afstoten van bindingen met waterstofatomen):
Elektronen worden aangetrokken door zuurstof. Maar in dit geval heffen de vectoren elkaar niet op, omdat de moleculaire geometrie van water hoekig is, omdat de richtingen zijn niet tegengesteld, waardoor een resulterende dipoolmomentvector ongelijk nul ontstaat, en daarom is het watermolecuul polair.
Zie meer voorbeelden in de onderstaande tabel:
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/polaridade-das-moleculas.htm