Polarność wiązania i cząsteczki jest związana z rozmieszczeniem elektronów wokół atomów.Jeśli ten rozkład jest symetryczny, cząsteczka będzie niepolarna, ale jeśli jest asymetryczna, a jedna z części cząsteczki ma wyższą gęstość elektronową, więc jest to cząsteczka polarna.
Polarność cząsteczek można zwizualizować, gdy ich substancję składową poddaje się działaniu zewnętrznego pola elektrycznego. Jeśli cząsteczki orientują się w obecności tego pola, to znaczy, jeśli jedna część cząsteczki jest przyciągana do bieguna dodatniego, a druga część cząsteczki jest przyciągana do bieguna ujemnego, wtedy są polarne. Inaczej, jeśli się nie orientują, są niepolarne.
Na przykład, gdy mocno pocierasz szklany sztyft flanelą, staje się on naładowany dodatnio. Jeśli zbliżymy się do strumienia wody spadającej z kranu, zobaczymy, że woda nie będzie dalej opadać po prostej pionowej trajektorii, ale zostanie przyciągnięta przez kij z odchyleniem. To pokazuje, że woda jest polarna. Ale jeśli przeprowadzimy ten sam eksperyment z filetem oleju, nie zmieni on swojej trajektorii, pokazując, że jego cząsteczki są niepolarne.
Analizując struktury cząsteczek, możemy określić, czy są one polarne, czy nie, biorąc pod uwagę dwa ważne czynniki: różnica w elektroujemności między atomami i geometrią cząsteczki.
1.) Elektroujemność między atomami:
Jeśli cząsteczkę tworzą wiązania między atomami tych samych pierwiastków chemicznych, to znaczy, jeśli są to proste substancje, takie jak O2, H2, nie2, Cℓ2, P4, S8itd., będą niepolarne, ponieważ nie ma różnicy w elektroujemności między ich atomami.
Jedynym wyjątkiem jest cząsteczka ozonu (O3), co zostanie omówione później.
Jeśli cząsteczka jest dwuatomowa i utworzona przez pierwiastki o różnych elektroujemnościach, to cząsteczka będzie polarna. Przykłady: HCℓ, HF, HBr i HI.
2) Geometria cząsteczki:
Geometria cząsteczki wpływa na rozmieszczenie w niej elektronów, a co za tym idzie na jej biegunowość. Jeśli cząsteczka składa się z trzech lub więcej atomów, będziemy musieli przeanalizować każde utworzone wiązanie i geometrię cząsteczki. Zobacz przykład: CO2 – cząsteczka liniowa:
δ- δ+ δ-
O = C = O
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Zauważ, że tlen jest bardziej elektroujemny niż węgiel, więc elektrony wiążące są bardziej przyciągane do tlenu. W nich powstaje częściowy ładunek ujemny (δ-), podczas gdy w węglu powstaje częściowy ładunek dodatni (δ+). Nazywa się mnożenie odległości między jądrami atomów związanych tymi ładunkami w module (czyli tylko liczba bez znaku plus lub minus) moment dipolowy i jest reprezentowany przez μ.
μ = d. |δ|
Ten moment dipolowy wskazują strzałki skierowane w kierunku najbardziej elektroujemnego pierwiastka, który przyciąga elektrony: O ← C → O. To pokazuje, że ta wielkość jest wektorem (wielkość, która ma wielkość lub intensywność, kierunek i kierunek). Dlatego najlepiej reprezentuje go: 
.
Dodając wszystkie wektory razem, znajdujemy wynikowy moment dipolowy, 
, który w tym przypadku był równy zero, ponieważ dwa momenty dipolowe mają równe wartości, ale biegną w przeciwnych kierunkach, znosząc się nawzajem.
Gdy wynikowy wektor momentu dipolowego jest równy zero, cząsteczka jest niepolarna, ale jeśli jest niezerowa, będzie polarna.
Dlatego w przypadku cząsteczki CO2, jest apolarna.
Teraz spójrz na inny przykład: H2O - geometria kątowa (ponieważ tlen ma dwie pary elektronów dostępne na zewnętrznym poziomie, które odpychają elektrony od wiązań z wodorami):
Elektrony są przyciągane do tlenu. Ale w tym przypadku wektory nie znoszą się nawzajem, ponieważ geometria molekularna wody jest kanciasta, ponieważ jej kierunki nie są przeciwne, dając wynikowy wektor momentu dipolowego o wartości niezerowej, a zatem cząsteczka wody jest polarny.
Zobacz więcej przykładów w poniższej tabeli:
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
