Jeden związek polarny (lub substancja) to taki, który ma dwa regiony o różnych gęstościach elektronów. Jeden z tych regionów ma charakter pozytywny (obszar biały), a inny ma charakter negatywny (obszar żółty), co widać na poniższej reprezentacji:
Reprezentacja regionów o różnym ładunku w związku polarnym
Wiedz, czy pewna kompozyt jest polarny implikuje znajomość rodzaju oddziaływania międzycząsteczkowego, które sprzyja oddziaływaniu między jego cząsteczkami lub z cząsteczki innych substancji, a także przyjmowanie założeń dotyczących ich rozpuszczalności i temperatur topnienia oraz wrzenie.
Na przykład: w odniesieniu do rozpuszczalności, związki polarne mają dobrą zdolność rozpuszczania się w związki polarne. Jeśli chodzi o siły międzycząsteczkowe, w zależności od przypadku, związki polarne mogą oddziaływać siłami trwałe wiązania dipolowe lub wodorowe (wytrzymałość, która również skutkuje wyższymi temperaturami topnienia i wrzenie).
Oto dwa praktyczne sposoby określenia, czy związek jest polarny, czy nie.
Wyznaczanie polarności poprzez liczbę chmur i liczbę ligandów
Możemy określić, czy a kompozyt jest polarny przez zależność między liczbą równych atomów przyłączonych do centralnego atomu a liczbą chmur elektronów w tym centralnym atomie.
Notatka: Chmura elektronów to dowolne wiązanie chemiczne między dwoma atomami lub para elektronów z powłoki walencyjnej atomu, które nie uczestniczą w wiązaniu.
Jeśli liczba chmur obecnych w centralnym atomie różni się od liczby równych ligandów w tym centralnym atomie, mamy związek polarny. Aby lepiej zrozumieć, postępuj zgodnie z poniższymi przykładami:
Pierwszy przykład: Cząsteczka kwasu cyjanowodorowego
Wzór strukturalny kwasu cyjanowodorowego
W kwasie cyjanowodorowym centralnym atomem jest węgiel, który zawiera cztery elektrony warstwa walencyjna za przynależność do rodziny IVA układu okresowego. Jak węgiel tworzy pojedyncze wiązanie (dzielenie dwóch elektronów, z jednym elektronem z każdego atomu) zaangażowane) z wodorem i potrójnym wiązaniem z azotem, więc w atomie nie ma niewiążących elektronów centralny.
Tak więc w kwasie cyjanowodorowym występuje obecność dwóch chmur elektronowych (wiązanie pojedyncze i wiązanie potrójne) oraz ligand równy drugiemu. Dlatego jest to związek polarny.
Drugi przykład: Cząsteczka amoniaku (NH3)
Wzór strukturalny amoniaku
W amoniaku centralnym atomem jest azot, który ma pięć elektronów w powłoce walencyjnej, ponieważ należy do rodziny VA układu okresowego. Ponieważ azot tworzy pojedyncze wiązanie (podział dwóch elektronów, z jednym elektronem każdy zaangażowany atom) z każdym atomem wodoru dwa z jego pięciu elektronów nie uczestniczą w wiązaniach.
Elektrony niewiążące azotu w amoniaku
Tak więc w amoniaku znajdują się cztery chmury elektronów (trzy pojedyncze wiązania i niewiążąca para elektronów) i trzy równe ligandy (trzy wodory). Więc to jest związek polarny.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Wyznaczanie biegunowości za pomocą wektora momentu dipolowego związku
Możemy określić, czy a kompozyt jest polarny przez analizę wynikowy wektor momentu dipolowego w swoim wzorze strukturalnym, biorąc pod uwagę jego geometria molekularna i różnica elektroujemność między zaangażowanymi atomami.
Notatka: Malejący rząd elektroujemności pierwiastków: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Gdy suma wektorów obecnych w cząsteczce jest różna od zera, związek będzie polarny. Aby lepiej zrozumieć, postępuj zgodnie z następującymi przykładami:
Pierwszy przykład: cząsteczka trichlorometanu
Trichlorometan to związek, który przedstawia geometria czworościenna, jak widać w poniższym wzorze strukturalnym:
Wzór strukturalny trichlorometanu
Aby dowiedzieć się, czy jest to związek polarny, musimy najpierw umieścić wektory momentów dipolowych (strzałki wskazujące, który atom jest bardziej stabilny od drugiego) w strukturalnym, jak w poniższym przykładzie:
Notatka: Chlor jest pierwiastkiem bardziej elektroujemnym niż węgiel. Z kolei węgiel jest pierwiastkiem bardziej elektroujemnym niż wodór.
Wektory momentów dipolowych w trichlorometanie
Wektory w kolorze różowym mogą być reprezentowane przez +x i -x, ponieważ mają ten sam kierunek (pionowy) i przeciwne kierunki (góra i dół). Wektory zaznaczone na czerwono są reprezentowane przez +x, ponieważ mają ten sam kierunek i ten sam kierunek. Tak więc otrzymany wektor momentu dipolowego (suma wektorów) jest reprezentowany przez:
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Ponieważ wynikowy wektor momentu dipolowego jest niezerowy, mamy a związek polarny.
Drugi przykład: cząsteczka wody
Woda jest związkiem, który prezentuje geometria kątowa, jak widać w poniższym wzorze strukturalnym:
Wzór strukturalny wody
Aby dowiedzieć się, czy jest to związek polarny, musimy najpierw umieścić wektory momentów dipolowych (strzałki wskazujące, który atom jest bardziej stabilny od drugiego) w strukturze, jak pokazano poniżej:
Notatka: Tlen jest pierwiastkiem bardziej elektroujemnym niż wodór.
wektory momentu dipolowego w wodzie
Ponieważ dwa wektory w strukturze wody przecinają się po przekątnej, musimy zastosować zasadę równoległoboku. W tej regule, gdy łączymy bazy wektorów, tworzymy wektor wynikowy (który zastępuje dwa poprzednio używane), jak w poniższym modelu:
Wektor wynikowy we wzorze strukturalnym wody
Ponieważ cząsteczka wody ma jeden wektor, wynikowy wektor momentu dipolowego jest niezerowy, to znaczy mamy związek polarny.
Przeze mnie Diogo Lopes Dias
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Wyglądać:
DNI, Diogo Lopes. „Co to jest związek polarny?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm. Dostęp 27 lipca 2021 r.
