Tabla de Contenidos
Разбирането на полярността на молекулите и способността да се предскаже кои молекули са полярни и кои не са едно от основните умения, които се очаква да развие един студент по основна химия. Предсказването на полярността ни позволява да разберем физичните свойства като точки на топене и кипене, както и разтворимостта на един химикал в друг.
Полярността на молекулите е свързана с начина, по който електрическите заряди се разпределят в тяхната структура. Една молекула е полярна, когато има нетен диполен момент, което означава, че една част от молекулата има по-висока плътност на отрицателни електрически заряди, докато друга част от молекулата има по-висока плътност на положителни заряди, което води до дипол. което е точно това, което прави молекулата полярна.
Просто казано, една молекула ще бъде полярна, ако има полярни връзки (които имат диполен момент) и ако диполните моменти на тези връзки не се анулират взаимно. От друга страна, една молекула ще бъде неполярна или неполярна, ако няма никакви полярни връзки или ако има, но нейните диполни моменти се отменят.
полярни и неполярни връзки
За да бъде една молекула полярна, тя трябва да има полярни връзки, които са вид ковалентна връзка, която се образува между елементи, които имат разлика в електроотрицателността между 0,4 и 1,7.
Следващата таблица илюстрира различните видове връзки, които могат да се образуват между два атома въз основа на тяхната електроотрицателност:
| тип връзка | разлика в електроотрицателността | Пример |
| йонна връзка | >1,7 | NaCl; LiF |
| полярна връзка | Между 0,4 и 1,7 | OH; HF; NH |
| неполярна ковалентна връзка | <0,4 | CH; интегрална схема |
| чиста или неполярна ковалентна връзка | H H; ох; FF |
Някои примери за полярни връзки
CO връзка
CN връзка
C=O връзка
Полярност и молекулярна геометрия
Трябва да се отбележи, че самият факт на наличие на полярни връзки не гарантира, че една молекула е полярна, тъй като, за да се случи това, молекулата като цяло трябва да има нетен диполен момент. Поради тази причина, когато се анализира молекула, за да се определи дали тя е полярна или не, трябва да се вземе предвид молекулярната геометрия, която не е нищо повече от начина, по който всички атоми, които изграждат молекулата, са ориентирани в пространството.
Приложен пример: водната молекула
Молекулата на водата е може би най-познатата полярна молекула, но защо е полярна? Първо, водната молекула има две ковалентни връзки ОН, които са полярни връзки (тоест имат диполен момент).
Но други молекули, като въглеродния диоксид, също имат две полярни връзки, но са неполярни. Това води до втората причина зад полярността на водната молекула: тя има ъглова геометрия.
Фактът, че двете връзки във водната молекула не са подравнени както в линейната молекула, а под ъгъл, гарантира, че техните диполни моменти не могат да се отменят един друг.
Следващата фигура показва геометрията на водната молекула и как се извършва векторната сума на диполните моменти, за да се определи дали има или не нетен диполен момент.
Резултатът от сумата на диполните моменти дава общ диполен момент, който преминава през центъра на молекулата, сочейки към кислорода, който е най-електроотрицателният присъстващ елемент.
Примери за полярни молекули
Има голямо разнообразие от съединения, образувани от полярни молекули. Ето кратък списък на някои от тях:
| Молекула | Формула | полярни връзки |
| Етилацетат | CH 3 COOCH 2 CH 3 | CO; C=O |
| ацетон | (CH3 ) 2C = O | C=O |
| ацетонитрил | CH 3 CN | CN |
| Оцетна киселина | CH3COOH _ _ | CO; С=О и ОН |
| вода | H2O _ _ | ох |
| Амоняк | NH3 _ | NH |
| Диметилформамид | ( CH3 ) 2NCHO _ | С=О; CN |
| диметил сулфоксид | ( CH3 ) 2SO _ | Y=O |
| серен диоксид | SO2 _ | Y=O |
| Етанол | CH3CH2 – OH _ _ | CO; ох |
| Фенол | C6H5 – OH _ _ | CO; ох |
| изопропанол | (CH3) 2CH –OH | CO; ох |
| метанол | СН3 – ОН | CO; ох |
| метиламин | CH3NH2 _ _ _ | CN; NH |
| n-пропанол | CH3CH2CH2 – OH _ _ _ _ | CO; ох |
| Водороден сулфид | H 2 S | SH |
Примери за неполярни или неполярни молекули
Точно както има много полярни молекули, има и много неполярни. Да започнем с това, че молекулите, които притежават най-чистите (най-малко полярни) ковалентни връзки, са хомоядрените двуатомни елементи:
| Молекула | Формула |
| молекулярен бром | br 2 |
| молекулярен хлор | cl 2 |
| молекулярен флуорид | F2 _ |
| молекулярен водород | h2 _ |
| молекулярен азот | # 2 |
| молекулярен кислород | или 2 |
| молекулярен йод | аз 2 |
В допълнение към тези видове, ето някои примери за други по-сложни молекули, които все още са неполярни или неполярни:
| Молекула | Формула |
| ацетилен | C2H2 _ _ _ |
| Бензол | C6H6 _ _ _ |
| циклохексан | C 6 H 12 |
| диметилов етер | ( CH3 ) 2O _ |
| Въглероден двуокис | CO2 _ |
| етан | C2H6 _ _ _ |
| Етилов етер | ( CH3CH2 ) 2O _ _ _ |
| Етилен | C2H4 _ _ _ |
| хексан | C 6 H 14 |
| Метан | CH 4 |
| Тетрахлорметан | CCI 4 |
| толуен | C 6 H 5 CH 3 |
| ксилен | C6H4 ( CH3 ) 2 _ _ _ |
И накрая, други неполярни видове съответстват на благородните газове (хелий, неон, аргон, криптон и ксенон), въпреки че това са едноатомни елементи, а не молекули. Тъй като нямат връзки, те не могат да бъдат полярни, така че те са напълно неполярни.
Препратки
Кери, Ф. и Джулиано, Р. (2014). Органична химия (9-то издание ). Мадрид, Испания: McGraw-Hill Interamericana de España SL
Chang, R., & Goldsby, KA (2012). Химия, 11-то издание (11-то издание). Ню Йорк, Ню Йорк: McGraw-Hill Education.
Молекулна структура и полярност. (2020 г., 30 октомври). Взето от https://espanol.libretexts.org/@go/page/1858
междумолекулни сили. (2020 г., 30 октомври). Взето от https://espanol.libretexts.org/@go/page/1877
Smith, MB, & March, J. (2001). Разширена органична химия от март: Реакции, механизми и структура, 5-то издание (5-то издание). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience.
