Πώς σχετίζεται η γεωμετρική συμμετρία με την πολικότητα ενός μορίου;
1. Η πολικότητα προκύπτει από την άνιση κοινή χρήση ηλεκτρονίων:
* πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί: Όταν τα άτομα με διαφορετικές ηλεκτροναριτικότητες (η δυνατότητα προσέλκυσης ηλεκτρονίων) δεσμού, τα κοινόχρηστα ηλεκτρόνια τραβούν πιο κοντά στο πιο ηλεκτροαρνητικό άτομο. Αυτό δημιουργεί ένα μερικό αρνητικό φορτίο (δ-) στο πιο ηλεκτροαρνητικό άτομο και ένα μερικό θετικό φορτίο (Δ+) στο λιγότερο ηλεκτροαρνητικό άτομο.
* Μη πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί: Όταν τα άτομα με παρόμοιο δεσμό ηλεκτροναριναρίων, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται εξίσου, με αποτέλεσμα να μην έχουν μερική χρέωση.
2. Η μοριακή συμμετρία επηρεάζει τη διανομή φορτίου:
* συμμετρικά μόρια: Εάν ένα μόριο έχει συμμετρικό σχήμα, οι μεμονωμένες πολικότητες των δεσμών (αν υπάρχουν) μπορούν να ακυρώσουν ο ένας τον άλλον. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα μη πολικό μόριο , ακόμη και αν τα μεμονωμένα ομόλογα είναι πολικοί. Για παράδειγμα, το CO2 έχει δύο πολικούς C =O δεσμούς, αλλά το γραμμικό του σχήμα εξασφαλίζει ότι τα δίπολα ακυρώνονται.
* Ασύμμετρα μόρια: Στα ασύμμετρα μόρια, οι μεμονωμένες πολικότητες των δεσμών δεν ακυρώνουν. Αυτό οδηγεί σε μια ανομοιογενή κατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα ένα πολικό μόριο με καθαρή διπολική στιγμή. Για παράδειγμα, το νερό (H2O) έχει δύο πολικούς δεσμούς Ο-Η και το λυγισμένο σχήμα του σημαίνει ότι τα δίπολα δεν ακυρώνονται.
Παραδείγματα:
* διοξείδιο του άνθρακα (CO2): Γραμμικό, συμμετρικό μόριο. Παρόλο που οι δεσμοί C =O είναι πολικοί, το μόριο είναι μη πολικό.
* νερό (H2O): Λυγισμένο, ασύμμετρο μόριο. Οι δεσμοί Ο-Η είναι πολικοί και το ασύμμετρο σχήμα δημιουργεί μια καθαρή διπολική στιγμή, καθιστώντας το νερό ένα πολικό μόριο.
* μεθάνιο (CH4): Τετραεδρικό, συμμετρικό μόριο. Οι δεσμοί C-H έχουν πολύ μικρές διαφορές πολικότητας και το συμμετρικό σχήμα ακυρώνει περαιτέρω οποιαδήποτε πολικότητα, καθιστώντας το μη πολικό μεθανίου.
Συνοπτικά:
* συμμετρικά μόρια: Συνήθως μη πολική, καθώς οι μεμονωμένες πολικότητες των δεσμών ακυρώνονται.
* Ασύμμετρα μόρια: Συνήθως πολικές, καθώς οι μεμονωμένες πολικότητες των δεσμών δεν ακυρώνονται, οδηγώντας σε μια καθαρή διπολική στιγμή.
Επομένως, η γεωμετρική συμμετρία αποτελεί βασικό παράγοντα για τον προσδιορισμό του αν ένα μόριο είναι πολικό ή μη πολικό. Με την κατανόηση της μοριακής συμμετρίας, μπορούμε να προβλέψουμε την πολικότητα των μορίων και να κατανοήσουμε τις αλληλεπιδράσεις τους με άλλα μόρια.
