Один полярное соединение (или вещество) - это область с двумя областями с разной электронной плотностью. Одна из этих областей имеет положительный характер (белая область), а другая - отрицательная (желтая область), как мы можем видеть в следующем представлении:
Представление областей разного заряда в полярном соединении
Знайте, если некий композит полярный подразумевает знание типа межмолекулярной силы, которая способствует взаимодействию между его молекулами или с молекулы других веществ, а также делать предположения об их растворимости и температурах плавления и кипячение.
Например: что касается растворимости, полярные соединения обладают хорошей способностью растворяться в полярных соединениях. Что касается межмолекулярных сил, то в зависимости от случая полярные соединения могут взаимодействовать посредством сил постоянные дипольные или водородные связи (прочность, которая также приводит к более высоким температурам плавления и кипячение).
Вот два практических способа определить, является ли соединение полярным или нет.
Определение полярности по количеству облаков и количеству лигандов
Мы можем определить, есть ли композит полярный соотношением между количеством одинаковых атомов, присоединенных к центральному атому, и количеством электронных облаков в этом центральном атоме.
Примечание: Электронное облако - это любая химическая связь между двумя атомами или пара электронов валентной оболочки атома, которые не участвуют в связи.
Если количество облаков, присутствующих в центральном атоме, отличается от количества равных лигандов в этом центральном атоме, мы имеем полярное соединение. Чтобы лучше понять, следуйте приведенным ниже примерам:
1-й пример: Молекула синильной кислоты
Структурная формула синильной кислоты
В синильной кислоте центральным атомом является углерод, который имеет четыре электрона в своей валентный слой за принадлежность к семейству IVA периодической таблицы. Как углерод образует одинарную связь (разделяет два электрона, по одному электрону от каждого атома вовлечены) с водородом и тройной связью с азотом, поэтому в атоме нет несвязывающих электронов центральный.
Таким образом, в синильной кислоте существует два электронных облака (одинарная связь и тройная связь) и лиганд, равный другому. Следовательно, это полярное соединение.
2-й пример: Молекула аммиака (NH3)
Структурная формула аммиака
В аммиаке центральным атомом является азот, имеющий пять электронов в валентной оболочке, поскольку он принадлежит к семейству VA периодической таблицы. Поскольку азот образует одинарную связь (разделение двух электронов, с одним электроном каждый вовлеченный атом) с каждым атомом водорода, два из пяти его электронов не участвуют в связях.
Не связывающие азот электроны в аммиаке
Таким образом, в аммиаке есть четыре электронных облака (три одинарные связи и несвязывающая электронная пара) и три равных лиганда (три атома водорода). Так что это полярное соединение.
Определение полярности через вектор дипольного момента соединения
Мы можем определить, есть ли композит полярный путем анализа вектор результирующего дипольного момента в своей структурной формуле с учетом его молекулярная геометрия и разница электроотрицательность между задействованными атомами.
Примечание: В порядке убывания электроотрицательности элементов: F> O> N> Cl> Br> I> S> C> P> H.
Когда сумма векторов, присутствующих в молекуле, отлична от нуля, соединение будет полярным. Чтобы лучше понять, воспользуйтесь следующими примерами:
1-й пример: молекула трихлорметана
Трихлорметан представляет собой соединение, представляющее тетраэдрическая геометрия, как видно из его структурной формулы ниже:
Структурная формула трихлорметана
Чтобы узнать, является ли это полярным соединением, мы должны сначала поместить векторы дипольного момента (стрелки, указывающие, какой атом более устойчив, чем другой) в структурном, как в следующем примере:
Примечание: Хлор является более электроотрицательным элементом, чем углерод. В свою очередь, углерод является более электроотрицательным элементом, чем водород.
Векторы дипольного момента в трихлорметане
Векторы розового цвета могут быть обозначены как + x и -x, так как они имеют одинаковое направление (вертикальное) и противоположные направления (вверх и вниз). Векторы красного цвета обозначены знаком + x, так как они имеют одинаковое направление и одинаковое направление. Таким образом, результирующий вектор дипольного момента (сумма векторов) представлен в виде:
μр = (+ x) + (-x) + (+ x) + (+ x)
μр = + Х - х + х + х
μр = 2x
Поскольку результирующий вектор дипольного момента отличен от нуля, мы имеем полярное соединение.
2-й пример: молекула воды
Вода - это соединение, которое представляет угловая геометрия, как видно из его структурной формулы ниже:
Структурная формула воды
Чтобы выяснить, является ли это полярным соединением, мы должны сначала поместить векторы дипольного момента (стрелки, указывающие, какой атом более стабилен, чем другой) в структуре, как показано ниже:
Примечание: Кислород - более электроотрицательный элемент, чем водород.
векторы дипольного момента в воде
Поскольку два вектора в структуре воды расположены по диагонали, мы должны использовать правило параллелограмма. В этом правиле, когда мы связываем основания векторов, мы получаем результирующий вектор (который заменяет два использованных ранее), как в следующей модели:
Результирующий вектор в структурной формуле воды
Поскольку молекула воды имеет единственный вектор, следовательно, результирующий вектор дипольного момента отличен от нуля, то есть мы имеем полярное соединение.
Автор: Диого Лопес Диас
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm
