Esimerkkejä polaarisista ja ei-polaarisista molekyyleistä

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Molekyylien polariteetin ymmärtäminen ja kyky ennustaa, mitkä molekyylit ovat polaarisia ja mitkä eivät, on yksi kemian perusopiskelijan perustaidoista. Napaisuuden ennustaminen antaa meille mahdollisuuden ymmärtää fysikaalisia ominaisuuksia, kuten sulamis- ja kiehumispisteitä, sekä yhden kemikaalin liukoisuutta toiseen.

Molekyylien polariteetti liittyy tapaan, jolla sähkövaraukset jakautuvat koko niiden rakenteeseen. Molekyyli on polaarinen, kun sillä on nettodipolimomentti, mikä tarkoittaa, että yhdellä molekyylin osalla on suurempi negatiivisten sähkövarausten tiheys, kun taas toisessa molekyylin osassa on suurempi positiivisten varausten tiheys, mikä aiheuttaa dipolin. mikä juuri tekee molekyylistä polaarisen.

Yksinkertaisesti sanottuna molekyyli on polaarinen, jos siinä on polaarisia sidoksia (joilla on dipolimomentti) ja jos näiden sidosten dipolimomentit eivät kumoa toisiaan. Toisaalta molekyyli on ei-polaarinen tai ei-polaarinen, jos siinä ei ole polaarisia sidoksia, tai jos on, mutta sen dipolimomentit kumoutuvat.

polaarisia ja ei-polaarisia sidoksia

Jotta molekyyli olisi polaarinen, siinä on oltava polaarisia sidoksia, jotka ovat kovalenttisia sidoksia, jotka muodostuvat elementtien välille, joiden elektronegatiivisuusero on välillä 0,4 ja 1,7.

Seuraava taulukko havainnollistaa erityyppisiä sidoksia, jotka voidaan muodostaa kahden atomin välille niiden elektronegatiivisuuden perusteella:

linkin tyyppi elektronegatiivisuuden ero Esimerkki
ionisidos >1.7 NaCl; LiF
polaarinen sidos 0,4 ja 1,7 välillä VAI NIIN; HF; NH
ei-polaarinen kovalenttinen sidos <0.4 CH; IC
puhdas tai ei-polaarinen kovalenttinen sidos HH; oho; FF  

Muutamia esimerkkejä polaarisista sidoksista

CO-linkki

Esimerkki polaarisesta CO-sidoksesta, joka voi synnyttää polaarisen molekyylin

CN-linkki

Esimerkki CN-polaarisesta sidoksesta, joka voi synnyttää polaarisen molekyylin

C=O-sidos

Esimerkki polaarisesta C=O-sidoksesta, joka voi synnyttää polaarisen molekyylin

Napaisuus ja molekyyligeometria

On huomattava, että pelkkä polaaristen sidosten olemassaolo ei takaa, että molekyyli on polaarinen, koska jotta tämä tapahtuisi, molekyylillä kokonaisuutena on oltava nettodipolimomentti. Tästä syystä analysoitaessa molekyyliä sen määrittämiseksi, onko se polaarinen vai ei, molekyyligeometria on otettava huomioon, mikä ei ole muuta kuin tapa, jolla kaikki molekyylin muodostavat atomit ovat orientoituneet avaruudessa.

Sovellettu esimerkki: vesimolekyyli

Vesimolekyyli on ehkä tutuin polaarinen molekyyli, mutta miksi se on polaarinen? Ensinnäkin vesimolekyylissä on kaksi kovalenttista OH-sidosta, jotka ovat polaarisia sidoksia (eli niillä on dipolimomentti).

Esimerkki polaarisesta OH-sidoksesta, joka vastaa veden ja alkoholien polariteetista.

Mutta muilla molekyyleillä, kuten hiilidioksidilla, on myös kaksi polaarista sidosta, mutta ne ovat polaarisia. Tämä johtaa toiseen syyyn vesimolekyylin napaisuuden takana: sillä on kulmageometria.

Se, että vesimolekyylin kaksi sidosta eivät ole kohdakkain kuten lineaarisessa molekyylissä, vaan kulmassa, varmistaa, että niiden dipolimomentit eivät voi kumota toisiaan.

Seuraavassa kuvassa on esitetty vesimolekyylin geometria ja kuinka dipolimomenttien vektorisumma suoritetaan sen määrittämiseksi, onko nettodipolimomentti olemassa vai ei.

Dipolimomenttien summaus napaisuuden määrittämiseksi

Dipolimomenttien summan tulos antaa nettodipolimomentin, joka kulkee molekyylin keskustan läpi osoittaen kohti happea, joka on elektronegatiivisin alkuaine.

Vesi on polaarinen molekyyli.

Esimerkkejä polaarisista molekyyleistä

Polaaristen molekyylien muodostamia yhdisteitä on laaja valikoima. Tässä on lyhyt luettelo joistakin niistä:

Molekyyli Kaava polaariset sidokset
Etyyliasetaatti CH 3 COOCH 2 CH 3 CO; C=O
Asetoni (CH3 ) 2C = O C=O
asetonitriili CH3CN _ _ CN
Etikkahappo CH3COOH _ _ CO; C=O ja OH
Vesi H2O _ _ oho
Ammoniakki NH3_ _ NH
Dimetyyliformamidi ( CH3 ) 2NCHO _ C=O; CN
dimetyylisulfoksidi ( CH3 ) 2SO_ _ Y=O
Rikkidioksidi SO2_ _ Y=O
Etanoli CH3CH2 OH _ _ CO; oho
Fenoli C6H5 OH _ _ CO; oho
isopropanoli (CH3) 2CH -OH CO; oho
metanoli CH3 OH CO; oho
metyyliamiini CH3NH2 _ _ _ CN; NH
n-propanoli CH3CH2CH2 – OH _ _ _ _ CO; oho
Rikkivety H2S _ _ SH

Esimerkkejä ei-polaarisista tai ei-polaarisista molekyyleistä

Aivan kuten polaarisia molekyylejä on monia, on myös monia ei-polaarisia. Aluksi molekyylit, joissa on puhtaimmat (vähiten polaariset) kovalenttiset sidokset, ovat homonukleaarisia diatomisia alkuaineita:

Molekyyli Kaava
molekyylibromi br 2
molekyylistä klooria cl 2
molekyylifluori F2_ _
molekyylivetyä h2_ _
molekyylinen typpi # 2
molekyylihappi tai 2
molekyylinen jodi minä 2

Näiden lajien lisäksi tässä on joitain esimerkkejä muista monimutkaisemmista molekyyleistä, jotka ovat edelleen ei-polaarisia tai ei-polaarisia:

Molekyyli Kaava
Asetyleeni C2H2 _ _ _
Bentseeni C6H6 _ _ _
sykloheksaani C6H12 _ _ _
dimetyylieetteri ( CH3 ) 2O_ _
Hiilidioksidi CO2_ _
etaani C2H6 _ _ _
Etyylieetteri ( CH3CH2 ) 20 _ _ _
Etyleeni C2H4 _ _ _
heksaani C6H14 _ _ _
Metaani CH 4
Hiilitetrakloridi CCI 4
tolueeni C6H5CH3 _ _ _ _ _
ksyleeni C6H4 ( CH3 ) 2 _ _ _

Lopuksi muut apolaariset lajit vastaavat jalokaasuja (helium, neon, argon, kryptoni ja ksenon), vaikka nämä ovatkin monoatomisia alkuaineita, eivät molekyylejä. Koska niissä ei ole sidoksia, ne eivät voi olla polaarisia, joten ne ovat täysin ei-polaarisia.

Viitteet

Carey, F. ja Giuliano, R. (2014). Organic Chemistry (9. painos ). Madrid, Espanja: McGraw-Hill Interamericana de España SL

Chang, R. ja Goldsby, KA (2012). Chemistry, 11. painos (11. painos). New York City, New York: McGraw-Hill Education.

Molekyylirakenne ja polariteetti. (2020, 30. lokakuuta). Haettu osoitteesta https://espanol.libretexts.org/@go/page/1858

molekyylien väliset voimat. (2020, 30. lokakuuta). Haettu osoitteesta https://espanol.libretexts.org/@go/page/1877

Smith, MB ja March, J. (2001). March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5. painos (5. painos). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience.

-Mainos-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Liekin väritesti