Τι κάνει έναν διαλύτη πολικό;
Ένας διαλύτης θεωρείται πολικός εάν έχει καθαρό θετικό ή αρνητικό φορτίο ή αν περιέχει λειτουργικές ομάδες με σημαντικές διπολικές στιγμές. Διάφοροι παράγοντες συμβάλλουν στην πολικότητα ενός διαλύτη:
1. Διαφορές ηλεκτροαρνητικότητας:Η ηλεκτροαρνητικότητα των ατόμων εντός του μορίου διαλύτη μπορεί να δημιουργήσει πολικούς δεσμούς. Η ηλεκτροαρνητικότητα είναι η ικανότητα ενός ατόμου να προσελκύει ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του. Όταν τα άτομα με διαφορετικές ηλεκτροθερμιότητες συνδέονται, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται άνισα, με αποτέλεσμα ένα μερικό θετικό φορτίο σε ένα άτομο και ένα μερικό αρνητικό φορτίο από την άλλη. Αυτή η διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα δημιουργεί μια διπολική στιγμή.
2. Διπολικές στιγμές:Οι στιγμές διπόλης είναι φορείς που αντιπροσωπεύουν το μέγεθος και την κατεύθυνση του διαχωρισμού φορτίου σε ένα μόριο. Η συνολική πολικότητα ενός διαλύτη εξαρτάται από την καθαρή διπολική στιγμή των συστατικών μορίων του. Οι διαλύτες με υψηλές καθαρές διπολικές στιγμές είναι πιο πολικοί από εκείνους με χαμηλές ή μηδενικές διπολικές στιγμές.
3. Συνδέσεις υδρογόνου:Η δέσμευση υδρογόνου είναι μια ισχυρή αλληλεπίδραση διπολικού-διπολικού που συμβαίνει μεταξύ ενός ατόμου υδρογόνου που συνδέεται ομοιοπολικά με ένα ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως Ν, Ο ή F) και ένα άλλο ηλεκτροαρνητικό άτομο. Η δέσμευση υδρογόνου μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την πολικότητα ενός διαλύτη ενισχύοντας τις ενδομοριακές δυνάμεις μεταξύ των μορίων του.
4. Διευθυντική σταθερά:Η διηλεκτρική σταθερά (ε) ενός διαλύτη είναι ένα μέτρο της ικανότητάς του να μειώνει την ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων. Οι πολικοί διαλύτες έχουν γενικά υψηλότερες διηλεκτρικές σταθερές από τους μη πολικούς διαλύτες. Μια υψηλή διηλεκτρική σταθερά υποδεικνύει ότι ο διαλύτης μπορεί να διαλύσει αποτελεσματικά ιόντα ή άλλα φορτισμένα είδη μειώνοντας την αντοχή των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων.
Παραδείγματα πολικών διαλυτών περιλαμβάνουν νερό, αλκοόλες (όπως μεθανόλη, αιθανόλη και ισοπροπανόλη), διμεθυλοφορμαμίδιο (DMF) και ακετόνη. Αυτοί οι διαλύτες έχουν ηλεκτροαρνητικά άτομα (Ο, Ν ή F) που δημιουργούν πολικούς δεσμούς και μπορούν να συμμετέχουν στη δέσμευση υδρογόνου. Από την άλλη πλευρά, οι μη πολικοί διαλύτες όπως το εξάνιο, το βενζόλιο και το τολουόλιο έχουν χαμηλές διηλεκτρικές σταθερές και δεν περιέχουν σημαντικές διπολικές στιγμές ή δυνατότητες σύνδεσης υδρογόνου.
Συνοπτικά, η πολικότητα ενός διαλύτη καθορίζεται από την παρουσία ηλεκτροαρνητικών ατόμων, στιγμών διπολικού και δυνατοτήτων δεσμού υδρογόνου εντός των μορίων του. Οι πολικοί διαλύτες έχουν καθαρό θετικό ή αρνητικό φορτίο ή περιέχουν λειτουργικές ομάδες με σημαντικές διπολικές στιγμές, οι οποίες επηρεάζουν τις ιδιότητες και τις αλληλεπιδράσεις τους με άλλα μόρια.
