Jeden polárna zlúčenina (alebo látka) je taká, ktorá má dve oblasti s rôznymi hustotami elektrónov. Jeden z týchto regiónov má pozitívny charakter (biela oblasť) a druhý negatívny charakter (žltá oblasť), ako môžeme vidieť na nasledujúcom znázornení:
Znázornenie oblastí rôzneho náboja v polárnej zlúčenine
Vedieť, či istý kompozit je polárny znamená poznať typ intermolekulárnej sily, ktorá podporuje interakciu medzi jej molekulami alebo s molekuly iných látok, ako aj vytváranie predpokladov o ich rozpustnosti a teplotách topenia a vriaci.
Napríklad: pokiaľ ide o rozpustnosť, polárne zlúčeniny majú dobrú schopnosť rozpúšťať sa na polárne zlúčeniny. Pokiaľ ide o medzimolekulové sily, v závislosti od prípadu môžu polárne zlúčeniny interagovať silami trvalé dipólové alebo vodíkové väzby (pevnosť, ktorá má za následok aj vyššie teploty topenia a vriaci).
Tu sú dva praktické spôsoby, ako určiť, či je zlúčenina polárna alebo nie.
Určenie polarity prostredníctvom počtu oblakov a počtu ligandov
Môžeme určiť, či a
kompozit je polárny vzťahom medzi počtom rovnakých atómov pripojených k centrálnemu atómu a počtom elektrónových oblakov v tomto centrálnom atóme.Poznámka: Elektrónový oblak je akákoľvek chemická väzba medzi dvoma atómami alebo pár elektrónov z valenčného obalu atómu, ktoré sa nezúčastňujú na väzbe.
Ak je počet oblakov prítomných v centrálnom atóme odlišný od počtu rovnakých ligandov v tomto centrálnom atóme, máme polárnu zlúčeninu. Pre lepšie pochopenie postupujte podľa nasledujúcich príkladov:
1. príklad: Molekula kyseliny kyanovodíkovej
Štrukturálny vzorec kyseliny kyanovodíkovej
V kyseline kyanovodíkovej je centrálnym atómom uhlík, ktorý má v sebe štyri elektróny valenčná vrstva za príslušnosť do rodiny IVA periodickej tabuľky. Ako uhlík vytvára jednoduchú väzbu (zdieľa dva elektróny s jedným elektrónom z každého atómu zapojený) s vodíkom a trojitá väzba s dusíkom, takže v atóme nie sú žiadne neväzbové elektróny centrálny.
V kyseline kyanovodíkovej sú teda prítomné dva elektronické oblaky (jednoduchá väzba a trojitá väzba) a ligand rovný druhému. Preto je a polárna zlúčenina.
2. príklad: Molekula amoniaku (NH3)
Štrukturálny vzorec amoniaku
V amoniaku je centrálnym atómom dusík, ktorý má vo svojom valenčnom obale päť elektrónov, pretože patrí do rodiny VA periodickej tabuľky. Keďže dusík vytvára jednoduchú väzbu (zdieľanie dvoch elektrónov s jedným elektrónom každý zapojený atóm) s každým atómom vodíka sa dva z jeho piatich elektrónov nezúčastňujú na väzbách.
Elektróny neviažuce dusík v amoniaku
V amoniaku sú teda štyri elektrónové oblaky (tri jednoduché väzby a neväzbový elektrónový pár) a tri rovnaké ligandy (tri vodíky). Takže je to a polárna zlúčenina.
Neprestávaj teraz... Po reklame viac ;)
Určenie polarity cez vektor dipólového momentu zlúčeniny
Môžeme určiť, či a kompozit je polárny analýzou výsledný vektor dipólového momentu v jeho štruktúrnom vzorci, berúc do úvahy jeho molekulárna geometria a rozdiel v elektronegativita medzi zúčastnenými atómami.
Poznámka: Zostupné poradie elektronegativity prvkov: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Keď je súčet vektorov prítomných v molekule odlišný od nuly, zlúčenina bude polárna. Pre lepšie pochopenie postupujte podľa nasledujúcich príkladov:
1. príklad: molekula trichlórmetánu
Trichlórmetán je zlúčenina, ktorá predstavuje tetraedrická geometria, ako môžeme vidieť v jeho štruktúrnom vzorci nižšie:
Štruktúrny vzorec trichlórmetánu
Aby sme zistili, či ide alebo nejde o polárnu zlúčeninu, musíme najprv umiestniť vektory dipólového momentu (šípky, ktoré označujú, ktorý atóm je stabilnejší ako druhý) do štruktúrneho, ako v nasledujúcom príklade:
Poznámka: Chlór je elektronegatívny prvok ako uhlík. Uhlík je zase elektronegatívny prvok ako vodík.
Vektory dipólového momentu v trichlórmetáne
Vektory v ružovej farbe môžu byť reprezentované +x a -x, pretože majú rovnaký smer (vertikálny) a opačný smer (hore a dole). Vektory v červenej farbe sú reprezentované +x, pretože majú rovnaký smer a rovnaký smer. Výsledný vektor dipólového momentu (súčet vektorov) je teda reprezentovaný:
μr = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μr = +X – x + x + x
μr = 2x
Keďže výsledný vektor dipólového momentu je nenulový, máme a polárna zlúčenina.
2. príklad: molekula vody
Voda je zlúčenina, ktorá predstavuje uhlová geometria, ako môžeme vidieť v jeho štruktúrnom vzorci nižšie:
Štruktúrny vzorec vody
Aby sme zistili, či ide alebo nejde o polárnu zlúčeninu, musíme najprv umiestniť vektory dipólového momentu (šípky, ktoré označujú, ktorý atóm je stabilnejší ako druhý), ako je uvedené nižšie:
Poznámka: Kyslík je elektronegatívny prvok ako vodík.
vektory dipólového momentu vo vode
Keďže dva vektory v štruktúre vody sú diagonálne naprieč, musíme použiť pravidlo rovnobežníka. V tomto pravidle, keď prepojíme bázy vektorov, vytvoríme výsledný vektor (ktorý nahradí dva predtým použité), ako v nasledujúcom modeli:
Výsledný vektor v štruktúrnom vzorci vody
Keďže molekula vody má jeden vektor, výsledný vektor dipólového momentu je nenulový, to znamená, že máme polárna zlúčenina.
Od mňa, Diogo Lopes Dias
Chceli by ste odkázať na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
DNI, Diogo Lopes. "Čo je to polárna zlúčenina?"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm. Prístupné 27. júla 2021.
