Γιατί το NH3 είναι πιο πολικό από το NF3;
Κατανόηση της πολικότητας
* Η πολικότητα προκύπτει από τις διαφορές στην ηλεκτροαρνητικότητα. Η ηλεκτροαρνητικότητα είναι η ικανότητα ενός ατόμου να προσελκύει ηλεκτρόνια σε έναν δεσμό. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα μεταξύ δύο συνδεδεμένων ατόμων, τόσο πιο πολικός είναι ο δεσμός.
* Οι πολικοί δεσμοί δημιουργούν δίπολα. Ένα δίπολο είναι ένας διαχωρισμός θετικού και αρνητικού φορτίου μέσα σε ένα μόριο.
* Το μοριακό σχήμα παίζει καθοριστικό ρόλο. Ακόμη και με πολικούς δεσμούς, ένα μόριο μπορεί να είναι μη πολικό εάν τα διπόλια ακυρώσουν ο ένας τον άλλον λόγω συμμετρικής γεωμετρίας.
Συγκρίνοντας NH3 και NF3
1. Διαφορές ηλεκτροαρνητικότητας:
* Το άζωτο (Ν) είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο (Η).
* Το φθόριο (F) είναι ακόμα πιο ηλεκτροαρνητικό από το άζωτο (Ν).
Αυτό σημαίνει ότι τόσο στο NH3 όσο και στο NF3, τα ηλεκτρόνια συγκόλλησης τραβούν προς το άτομο αζώτου. Ωστόσο, η διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα είναι μεγαλύτερη στον δεσμό Ν-F σε σύγκριση με τον δεσμό Ν-Η.
2. Μοριακή γεωμετρία:
* NH3: Η αμμωνία έχει τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα. Το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου ωθεί τους τρεις δεσμούς Ν-Η προς τα κάτω, δημιουργώντας μια διπολική στιγμή που δείχνει προς το άτομο αζώτου.
* nf3: Το τριφθορίδιο του αζώτου έχει επίσης τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα. Ωστόσο, τα τρία διπόλια N-F είναι προσανατολισμένα έτσι ώστε να ακυρώσουν εν μέρει ο ένας τον άλλον. Το μοναδικό ζευγάρι στο άζωτο συμβάλλει σε μια διπολική στιγμή προς την αντίθετη κατεύθυνση προς τους δεσμούς Ν-F, με αποτέλεσμα μια πολύ μικρότερη καθαρή διπολική στιγμή από ό, τι στην αμμωνία.
Συμπέρασμα:
* Η μεγαλύτερη διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα μεταξύ αζώτου και φθορίου στο NF3 οδηγεί σε ισχυρότερα μεμονωμένα δίπολα δεσμού.
* Ωστόσο, η γεωμετρία του NF3 προκαλεί την εν μέρει ακύρωση των διπόλων, με αποτέλεσμα μια ασθενέστερη καθαρή διπολική στιγμή σε σύγκριση με το NH3.
Ως εκ τούτου, το NH3 είναι πιο πολικό από το NF3 λόγω του συνδυασμού μιας μεγαλύτερης συνολικής διπολικής ροπής λόγω της μοριακής γεωμετρίας του και της μικρότερης διαφοράς στην ηλεκτροαρνικότητα μεταξύ αζώτου και υδρογόνου.
