один полярна сполука (або речовина) це та, яка має дві області з різною електронною густиною. Один з цих регіонів має позитивний характер (біла область), а інший – негативний (жовта область), як ми бачимо на наступному зображенні:
Представлення областей різного заряду в полярній сполукі
Знати, чи певний композит полярний передбачає знання типу міжмолекулярної сили, яка сприяє взаємодії між її молекулами або з молекул інших речовин, а також робити припущення щодо їх розчинності та температур плавлення та кипіння.
Наприклад: щодо розчинності полярні сполуки мають хорошу здатність розчинятися в полярні сполуки. Що стосується міжмолекулярних сил, то залежно від випадку полярні сполуки можуть взаємодіяти силами постійні дипольні або водневі зв’язки (міцність, яка також призводить до більш високих температур плавлення і кипіння).
Ось два практичних способи визначити, чи є сполука полярною чи ні.
Визначення полярності через кількість хмар і кількість лігандів
Ми можемо визначити, чи а композит полярний
за співвідношенням між кількістю рівних атомів, приєднаних до центрального атома, і кількістю електронних хмар у цьому центральному атомі.Примітка: Електронна хмара — це будь-який хімічний зв’язок між двома атомами або парою електронів з валентної оболонки атома, які не беруть участь у зв’язку.
Якщо кількість хмар, присутніх у центральному атомі, відрізняється від кількості рівних лігандів у цьому центральному атомі, ми маємо полярну сполуку. Щоб краще зрозуміти, скористайтеся наведеними нижче прикладами:
1-й приклад: Молекула синильної кислоти
Структурна формула синильної кислоти
У синильній кислоті центральним атомом є вуглець, у складі якого чотири електрони валентний шар за належність до сімейства IVA періодичної таблиці. Як вуглець створює одиничний зв’язок (розділяє два електрони, по одному електрону від кожного атома залучений) з воднем і потрійним зв'язком з азотом, тому в атомі немає електронів, що не зв'язуються центральний.
Так, у синильній кислоті присутні дві електронні хмари (одинарний і потрійний) і ліганд, який дорівнює іншому. Тому це a полярна сполука.
2-й приклад: Молекула аміаку (NH3)
Структурна формула аміаку
У аміаку центральним атомом є азот, який має п’ять електронів у своїй валентній оболонці, оскільки він належить до сімейства VA періодичної таблиці. Оскільки азот створює одинарний зв’язок (розділяє два електрони, з одним електроном кожен залучений атом) з кожним атомом водню два з п’яти його електронів не беруть участь у зв’язках.
Незв’язують азот електрони в аміаку
Таким чином, в аміаку є чотири електронні хмари (три одинарні зв’язки і електронна пара, що не зв’язується) і три рівні ліганди (три водні). Отже, це а полярна сполука.
Визначення полярності через вектор дипольного моменту сполуки
Ми можемо визначити, чи а композит полярний шляхом аналізу результуючий вектор дипольного моменту у своїй структурній формулі з урахуванням її молекулярна геометрія і різниця електронегативність між задіяними атомами.
Примітка: Порядок спадання електронегативності елементів: F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H.
Коли сума векторів, присутніх у молекулі, відрізняється від нуля, з’єднання буде полярним. Щоб краще зрозуміти, наведіть такі приклади:
1-й приклад: молекула трихлорметану
Трихлорметан є сполукою, яка представлена тетраедрична геометрія, як ми бачимо в його структурній формулі нижче:
Структурна формула трихлорметану
Щоб дізнатися, чи є це полярна сполука, ми повинні спочатку помістити вектори дипольного моменту (стрілки, які вказують, який атом стабільніший за інший) у структурний, як у наступному прикладі:
Примітка: Хлор є більш електронегативним елементом, ніж вуглець. У свою чергу, вуглець є більш електронегативним елементом, ніж водень.
Вектори дипольного моменту в трихлорметані
Вектори рожевого кольору можуть бути представлені +x і -x, оскільки вони мають однаковий напрямок (вертикальний) і протилежні напрямки (вгору і вниз). Вектори червоного кольору представлені +x, оскільки вони мають однаковий напрямок і той самий напрямок. Таким чином, отриманий вектор дипольного моменту (сума векторів) представляється у вигляді:
μр = (+x) + (-x) + (+x) + (+x)
μр = +X – x + x + x
μр = 2x
Оскільки отриманий вектор дипольного моменту відмінний від нуля, ми маємо a полярна сполука.
2-й приклад: молекула води
Вода є сполукою, яка представлена кутова геометрія, як ми бачимо в його структурній формулі нижче:
Структурна формула води
Щоб дізнатися, чи є це полярна сполука, ми повинні спочатку розмістити вектори дипольного моменту (стрілки, які вказують, який атом стабільніший за інший) у структурі, як показано нижче:
Примітка: Кисень є більш електронегативним елементом, ніж водень.
вектори дипольного моменту у воді
Оскільки два вектори в структурі води розташовані по діагоналі, ми повинні використовувати правило паралелограма. У цьому правилі, коли ми зв’язуємо бази векторів, ми створюємо результуючий вектор (який замінює два, які використовувалися раніше), як у такій моделі:
Результуючий вектор у структурній формулі води
Оскільки молекула води має один вектор, отже, результуючий вектор дипольного моменту відмінний від нуля, тобто ми маємо полярна сполука.
Від мене Діого Лопес Діас
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-um-composto-polar.htm