Полярність (хімія) полярних молекул і приклади



The хімічної полярності це властивість, яка характеризується наявністю вираженого гетерогенного розподілу електронних густин в молекулі. Отже, у його структурі є області негативно заряджених (δ-), а інші позитивно заряджених (δ +), що генерують диполярний момент.

Дипольний момент (μ) ланки є формою вираження полярності молекули. Він зазвичай представлений у вигляді вектора, джерело якого знаходиться в навантаженні (+), а його кінець розташований у навантаженні (-), хоча деякі хімічні речовини представляють його зворотним способом.

У верхньому зображенні карта електростатичного потенціалу для води, Н2О. Червонувата область (атом кисню) відповідає тій більшій електронній щільності, і крім того, видно, що вона виділяється на синіх областях (атоми водню)..

Оскільки розподіл цієї електронної щільності є неоднорідним, то сказано, що є позитивний і негативний полюс. Ось чому ми говоримо про хімічну «полярність» і на даний момент диполярну.

Індекс

  • 1 диполярний момент
    • 1.1 Асиметрія в молекулі води
  • 2 Полярні молекули
  • 3 Приклади
    • 3.1 SO2
    • 3,2 CHCl3
    • 3.3 ВЧ
    • 3,4 NH3
    • 3.5 Макромолекули з гетероатомами
  • 4 Посилання

Діполярний момент

Дипольний момент μ визначається наступним рівнянням:

μ = δ ·d

Де δ - електричний заряд кожного полюса, позитивний (+ δ) або негативний (-δ), і d  - відстань між ними.

Дипольний момент зазвичай виражається в дебаї, представлений символом D. Кулоновий метр дорівнює 2,998 · 1029 D.

Значення дипольного моменту зв'язку між двома різними атомами, пов'язане з різницею електронегативностей атомів, що утворюють зв'язок.

Для того, щоб молекула була полярною, недостатньо мати полярні ланки в її структурі, але вона також повинна мати асиметричну геометрію; таким чином, що він перешкоджає двополярним моментам скасовувати один одного векторно.

Асиметрія в молекулі води

Молекула води має два O-H-зв'язки. Геометрія молекули є кутовою, тобто з формою "V"; так що дипольні моменти зв'язків не скасовують один одного, але сума їх має місце вказуючи на атом кисню.

Карта електростатичного потенціалу для H2Або відобразити це.

Якщо спостерігається кутова молекула H-O-H, то може виникнути наступне питання: чи дійсно вона асиметрична? Якщо уявна вісь простежується через атом кисню, молекула буде розділена на дві рівні половини: H-O | O-H.

Але це не так, якщо уявна вісь є горизонтальною. Коли ця вісь тепер ділить молекулу знову на дві половини, вона буде мати на одному боці атом кисню, а з іншого - два атоми водню..

Вже для цього очевидна симетрія Н2Або вона перестає існувати, і тому вважається асиметричною молекулою.

Полярні молекули

Полярні молекули повинні відповідати ряду характеристик, таких як:

-Розподіл електричних зарядів в молекулярній структурі асиметричний.

-Вони зазвичай розчиняються у воді. Це пояснюється тим, що полярні молекули можуть взаємодіяти з диполь-дипольними силами, де вода характеризується великим дипольним моментом.

Крім того, його діелектрична проникність дуже висока (78,5), що дозволяє підтримувати окремі електричні заряди, підвищуючи її розчинність.

-Загалом, полярні молекули мають високі температури кипіння і плавлення.

Ці сили складаються з взаємодії диполь-диполя, дисперсійних сил Лондона і утворення водневих мостів.

-Завдяки електричному заряду полярні молекули можуть проводити електрику.

Приклади

SO2

Діоксид сірки (SO)2). Кисень має електронегативність 3,44, а електронегативність сірки - 2,58. Тому кисень є більш електронегативним, ніж сірка. Є два зв'язки S = ​​O, O мають заряд δ- і S заряд δ+.

Будучи кутовою молекулою з S на вершині, два диполярних моменти орієнтовані в одному напрямку; і через це вони складають молекулу СО2 бути полярним.

CHCl3

Хлороформ (HCCl3). Існує C-H ланка і три C-Cl ланки.

Електронегативність C становить 2,55, а електронегативність H - 2,2. Таким чином, вуглець є більш електронегативним, ніж водень; і, отже, дипольний момент буде орієнтований від H (δ +) до C (δ-): Cδ--Hδ+.

У випадку C-Cl зв'язків C має електронегативність 2,55, а Cl - електронегативність 3,16. Дипольний вектор або дипольний момент орієнтований від C до Cl у трьох зв'язках С δ+-Cl δ-.

Маючи бідну область електронів, навколо атома водню, і багату електронами область з трьох атомів хлору, CHCl3 Вона вважається полярною молекулою.

HF

Фторид водню має єдиний зв'язок H-F. Електронегативність H дорівнює 2,22, а електронегативність F - 3,98. Тому фтор закінчується найбільшою електронною щільністю, а зв'язок між обома атомами найкраще описується як: Hδ+-Fδ-.

NH3

Аміак (NH3) має три Н-Н зв'язки. Електронегативність N становить 3,06, а електронегативність H - 2,22. У трьох ланках електронна щільність орієнтована на азот, ще більша присутність пари вільних електронів.

Молекула NH3 вона чотиригранна, а атом N - вершина. Три дипольні моменти, що відповідають N-H ланкам, орієнтовані в одному напрямку. У них δ- знаходиться в N, а δ + в H. Таким чином, ланками є: Nδ--Hδ+.

Ці диполярні моменти, асиметрія молекули і вільна пара електронів на азоті роблять аміак високополярною молекулою.

Макромолекули з гетероатомами

Коли молекули дуже великі, то вже не точніше класифікувати їх як неполярні або полярні. Це пояснюється тим, що в її структурі можуть бути як аполярні (гідрофобні), так і полярні (гідрофільні) характеристики..

Ці типи сполук відомі як амфіфали або амфіпатичні. Оскільки аполярна частина може вважатися поганою за електронами по відношенню до полярної частини, то в структурі є полярність, а амфіфільні сполуки розглядаються як полярні сполуки..

Взагалі можна очікувати, що макромолекула з гетероатомами має дипольні моменти, а з нею - хімічну полярність..

Під гетероатомами розуміються ті, які відрізняються від тих, що складають скелет структури. Наприклад, вуглецевий скелет є біологічно найважливішим з усіх, а атом, з яким він утворює вуглець (на додаток до водню), називається гетероатом..

Список літератури

  1. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е изд.). CENGAGE Навчання.
  2. Проф. Крішнан. (2007). Полярні і неполярні сполуки. Коледж Сент-Луїса. Отримано з: users.stlcc.edu
  3. Murmson, Serm. (14 березня 2018). Як пояснити полярність. Наука. Отримано з: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 грудня 2018). Визначення полярних зв'язків і приклади (Полярна ковалентна зв'язок). Отримано з: thoughtco.com
  5. Вікіпедія. (2019). Хімічна полярність. Отримано з: en.wikipedia.org
  6. Quimitube (2012). Ковалентний зв'язок: полярність зв'язку і полярність молекули. Отримано з: quimitube.com