Πολικά μόρια

Τα πολικά μόρια και τα μη πολικά μόρια είναι οι δύο κύριοι τύποι μορίων. Ορισμένα μόρια είναι προφανώς πολικά ή μη πολικά, ενώ άλλα βρίσκονται κάπου στο ενδιάμεσο.

Στις πολικές ενώσεις απαιτείται η ύπαρξη ενός ή περισσότερων πολικών δεσμών λόγω διαφοράς στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των συνδεδεμένων ατόμων. Εάν τα δίπολα του δεσμού αλληλοεξουδετερώνονται, τα μόρια με πολικούς δεσμούς δεν έχουν μοριακή πολικότητα.

Όταν υπάρχει ένα καθαρό δίπολο, το μόριο ονομάζεται πολικό μόριο. Όταν το καθαρό δίπολο είναι 0 ή ας πούμε ακυρωθεί, τότε το μόριο θα ονομάζεται μη πολικό μόριο.

Δίπολο:

Ένα φυσικό δίπολο αποτελείται από δύο ίσα και αντίθετα σημειακά φορτία, ή δύο πόλους (όπως υπονοεί η λέξη δίπολος). Το πεδίο της μεγάλης απόστασης καθορίζεται ως επί το πλείστον πλήρως από τη διπολική ροπή.

Ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου:

Η ηλεκτροαρνητικότητα είναι η ποσότητα έλξης που ασκεί ένα άτομο στα ηλεκτρόνια του. Αυτή η δύναμη έλξης δεν είναι πάντα η ίδια.

Παραδείγματα ατόμων με υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα είναι το οξυγόνο, το φθόριο κ.λπ. Ασκούν μεγαλύτερες δυνάμεις στα ηλεκτρόνια τους σε αντίθεση με εκείνα τα άτομα που έχουν χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.

Παραδείγματα ατόμων με χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα είναι τα μέταλλα των αλκαλίων και τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών.

Μερική χρέωση:

Αυτά τα φορτία δημιουργούνται λόγω μιας μη συμμετρικής εξάπλωσης ηλεκτρονίων σε δεσμούς που δημιουργούνται μεταξύ ατόμων. Αυτή η ασύμμετρη κατανομή μπορεί να συμβεί λόγω της διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ των ατόμων διαφορετικών ειδών.

Αυτές είναι μη ακέραιες τιμές φόρτισης όταν το φορτίο μετριέται σε μονάδες του στοιχειώδους φορτίου.

Αναφέρονται ως επιμέρους χρεώσεις επειδή το ποσό του φορτίου που διαχωρίζεται σε τέτοια δίπολα είναι συχνά μικρότερο από ένα θεμελιώδες φορτίο.

Πολικότητα μορίων:

Η πολικότητα ορίζεται ως ο διαχωρισμός του ηλεκτρικού φορτίου σε ένα μόριο ή τις χημικές του ομάδες, που οδηγεί σε ηλεκτρική διπολική ροπή με αρνητικά και θετικά φορτισμένο άκρο.

Η πολικότητα των μορίων αναφέρεται συχνά ως μοριακή πολικότητα.

Λόγω της διαφοράς στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των συνδεδεμένων ατόμων, η παρουσία ενός ή περισσότερων πολικών δεσμών είναι απαραίτητη στις πολικές ενώσεις. Εάν τα δίπολα του δεσμού αλληλοεξουδετερώνονται, τα μόρια με πολικούς δεσμούς δεν έχουν μοριακή πολικότητα.

Όταν δύο ή περισσότερα άτομα συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μόρια, η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα τους αναγκάζει να προσελκύουν τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στο μόριο με ολοένα και μεγαλύτερη δύναμη και όχι πάντα με την ίδια δύναμη.

Αυτή η διαφορά στο έλξη δημιουργεί τη διαφορά στην κατανομή των ηλεκτρονίων στο μόριο που προκύπτει. Τα άτομα με μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα θα προσελκύσουν ηλεκτρόνια και θα λάβουν μεγαλύτερο μερίδιο ηλεκτρονίων σε σύγκριση με εκείνα με χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.

Επειδή τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο, η ανομοιόμορφη κατανομή των ηλεκτρονίων στο μόριο θα έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός ηλεκτρικού διπόλου. Πρόκειται για έναν διαχωρισμό αρνητικών και θετικών ηλεκτρικών φορτίων.

Πολικά μόρια:

Ένα μόριο που έχει μερικώς αρνητικά και μερικώς θετικά φορτία λόγω των αντίθετων φορτίων από ασύμμετρους πολικούς δεσμούς ονομάζεται πολικό μόριο. Λόγω μερικών χρεώσεων, λέμε ότι έχει καθαρό δίπολο.

Παράδειγμα πολικών μορίων:

Μόριο νερού H 2 O

Το άτομο οξυγόνου είναι πιο ηλεκτραρνητικό από το άτομο υδρογόνου. Αυτό το κάνει να έλκει τα ηλεκτρόνια στο μόριο του νερού περισσότερο από αυτά τα δύο άτομα υδρογόνου.

Προκαλεί μερικώς θετικά φορτία στην πλευρά των ατόμων υδρογόνου και αρνητικό φορτίο σωματιδίων στην πλευρά του ατόμου οξυγόνου. Λόγω μη ακύρωσης του διπόλου, σχηματίζεται το καθαρό δίπολο.

Δεδομένου ότι το μόριο του νερού είναι πολικό, άλλα πολικά μόρια είναι γενικά διαλυτά στο νερό.

Μόριο υδροφθορίου HF

Δεδομένου ότι ένα άτομο φθορίου είναι πιο ηλεκτραρνητικό από ένα άτομο υδρογόνου, επομένως, σχηματίζεται ένα καθαρό δίπολο στο μόριο του υδροφθορίου. Υπάρχει ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ αυτών των δύο ατόμων και τα ηλεκτρόνια του ομοιοπολικού δεσμού μετατοπίζονται προς το άτομο φθορίου επειδή είναι πιο ηλεκτραρνητικό από αυτό του ατόμου υδρογόνου.

Μη πολικά μόρια:

Ένα μόριο ονομάζεται μη πολικό εάν το δίπολο ακυρωθεί και επομένως δεν μένει καθαρό δίπολο στο μόριο. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν υπάρχει ίση κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των συμμετεχόντων ατόμων ή λόγω της συμμετρίας που σχηματίζεται στη διάταξη των πολικών δεσμών.

Παράδειγμα μη πολικών μορίων:

Τριφθοριούχο βόριο BF3

Έχει μια τριγωνική διάταξη τριών πολικών δεσμών σε ένα επίπεδο. Έτσι, έχοντας μια επίπεδη διάταξη. Όλα τα ομόλογα είναι στο 120 στο διπλανό τους ομόλογο. Αυτό κάνει όλους τους δεσμούς συμμετρικούς. Στο κέντρο βρίσκεται το άτομο του βορίου. Ακόμη και όταν το άτομο του βορίου είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό από το άτομο του φθορίου, αυτή η συμμετρία ακυρώνει τα δίπολα και, επομένως, δεν αφήνει κανένα καθαρό δίπολο.

Διοξείδιο του άνθρακα CO2

Άνθρακα στο κέντρο και υψηλότερα ηλεκτραρνητικά άτομα οξυγόνου στις εξωτερικές πλευρές. Και οι δύο δεσμοί βρίσκονται σε μια γραμμή αντίθετη μεταξύ τους. Η συμμετρία δεν αφήνει καθαρό δίπολο, καθιστώντας έτσι αυτό το μόριο μη πολικό μόριο.

Πρόβλεψη μοριακής πολικότητας:

Ένας χρήσιμος τρόπος για την πρόβλεψη της πολικότητας ενός θεωρούμενου μορίου είναι να προσδιοριστεί η ομάδα σημείων. Εάν οι μεμονωμένες διπολικές ροπές δεσμού αλληλοεξουδετερώνονται, τότε το μόριο, γενικά, δεν θα έχει διπολική ροπή. Αυτό συμβαίνει επειδή οι διπολικές ροπές έχουν μέγεθος και κατεύθυνση, επομένως είναι ευκλείδεια διανυσματικά μεγέθη και ακυρώνονται εάν είναι ίσου μεγέθους με αντίθετα φορτία.

Συμπέρασμα:

Όταν ένα μόριο έχει ένα καθαρό δίπολο, αναφέρεται ως πολικό μόριο. Όταν το καθαρό δίπολο είναι μηδέν ή εξαφανίζεται, το μόριο αναφέρεται ως μη πολικό μόριο.

Παραδείγματα πολικών μορίων είναι τα H 2 O , HF κλπ

Παραδείγματα μη πολικών μορίων είναι CO2, BF3 κ.λπ.