Tabla de Contenidos
Има три основни типа химични връзки, които държат атомите заедно, които са йонна връзка , ковалентна връзка и метална връзка . Освен това ковалентните връзки могат да бъдат разделени на няколко класа в зависимост от броя на електроните, включени във връзката, произхода на електроните (независимо дали идват от единия или двата атома) и равномерността на разпределението на електронната плътност около тях. . Полярното свързване се дефинира като вид ковалентна връзка, при която атомите не споделят електрони еднакво, тъй като имат различна електроотрицателност .
Трябва да се помни, че ковалентната връзка е тази, при която една или повече двойки валентни електрони се споделят между два атома, което ги държи заедно.
Причината, поради която се наричат полярни връзки, е, че при този тип връзка електронната плътност е леко изместена към по-електроотрицателния елемент, така че той придобива частично отрицателен заряд (представен със символа δ-), докато другият атом придобива частично положителен заряд (представен със символа δ+). Погледнато по този начин, връзката е електрически дипол, тъй като има положителен и отрицателен полюс.
Полярната връзка и разликата в електроотрицателността
Електроотрицателността на атома е число, което представлява способността му да привлича електрони, когато е химически свързан с друг атом. Това свойство се измерва по скала, която варира от 0,65 за франция до 4,0 за флуора, които са съответно най-малко и най-електроотрицателните елементи.
Електроотрицателността е тясно свързана с химичното свързване и всъщност в много случаи определя вида на връзката, която ще се образува между два атома на различни елементи. Ако разликата е голяма, връзката ще бъде йонна, а ако е много малка или няма разлика, тогава връзката ще бъде ковалентна. Но ако разликата е междинна, тогава ще имаме полярна връзка.
Но това повдига много важен въпрос: Как да разберете кога разликата е достатъчно голяма, за да определи йонна връзка, или достатъчно малка, за да определи чиста ковалентна?
Предвид факта, че йонният и ковалентният характер не се променят рязко, а по-скоро постепенно, границите между единия и другия вид връзка са донякъде размити. Химиците обаче установиха следната конвенция, която позволява по-ясно определение на това какво е полярна ковалентна връзка:
| 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 ковалентна връзка | 0 | H H; ох; FF |
Полярни връзки и диполен момент
Вече беше изяснено, че полярните връзки са електрически диполи. Електрическите диполи се характеризират с нещо, наречено диполен момент, който е вектор, представен от гръцката буква μ (mu), сочеща от по-малко електроотрицателния към по-електроотрицателния атом.
Големината на диполния момент се дава от произведението на заряда на полюсите и дължината на дипола (в този случай дължината на връзката). В случай на полярни връзки, диполният момент е пропорционален на разликата в електроотрицателностите между двата свързани атома.
Полярната връзка и полярността
Когато една молекула има само една полярна връзка, тогава молекулата като цяло има диполен момент и се казва, че молекулата е полярна . Полярността е много важно свойство на молекулярните съединения, тъй като определя свойства като разтворимост в различни разтворители, точки на топене и кипене, наред с други свойства.
Трябва да се отбележи обаче, че наличието на полярни връзки не гарантира, че една молекула е полярна. Когато една молекула има повече от една полярна връзка, общата полярност на молекулата ще бъде дадена от сумата от диполните моменти на всички нейни полярни връзки . Тези диполни моменти се добавят като вектори. Поради тази причина може да се окаже, че диполните моменти на различните полярни връзки взаимно се компенсират и молекулата като такава ще бъде неполярна, въпреки че има полярни връзки. Ако те не се анулират, тогава молекулата ще бъде полярна.
Примери за полярни връзки
Полярните връзки възникват в повечето случаи между неметални елементи. Като общо правило, колкото по-далеч са те в периодичната таблица, толкова по-голяма е разликата в електроотрицателностите между двата атома и, следователно, толкова по-голям е диполният момент на връзката, т.е. връзката ще бъде по-полярна.
Ето някои примери за представителни полярни връзки, които възникват много често в органичната химия:
връзката ОН
Има много молекулни съединения, които имат ОН връзки. Най-известната е, разбира се, водата, чиято молекулна формула е Н 2 О и която има две ОН връзки. Съществуват обаче безброй други съединения с този тип връзка, включително алкохоли, феноли, карбоксилни киселини и много други.
Разликата в електроотрицателността между кислорода и водорода е 1,24, което го прави
CO връзка
CO връзката е друг много често срещан пример в много органични съединения, включително алкохоли, етери, киселини и много други. Разликата в електроотрицателността между въглерода и кислорода е 0,89. Тази връзка е отговорна за полярността на етерите и е частично отговорна за полярността на много други съединения.
CN връзка
Амините, амидите и безброй други съединения, включително ДНК и всички протеини, съдържат множество CN връзки. С разлика в електроотрицателността от 0,49, тази връзка е близо до границата между полярното свързване и неполярното ковалентно свързване.
NH връзка
Разликата в електроотрицателността между азота и водорода е 0,84, което прави връзката доста полярна. Всъщност тази поляризация на връзката означава, че водородът, свързан с азота, може да образува част от специален тип ковалентна връзка между три ядра, наречена водородна връзка, която е отговорна за много свойства на съединенията, които могат да ги образуват.
C=O връзка
Това е важен пример, тъй като подчертава факта, че полярността на ковалентната връзка е концепция, независима от реда на връзката. Една връзка може да бъде полярна или неполярна, независимо дали е единична, двойна или тройна връзка.
С оглед на това връзката C=O все още е полярна, независимо че е двойна връзка. Въпреки това, има разлика в полярността, тъй като електроотрицателностите на елементите зависят от хибридизацията. В този случай и въглеродът, и кислородът са sp 2 хибридизирани , което ги прави по-електроотрицателни, но все още има разлика в електроотрицателностите между двете.
HF връзката – изключение от правилото
Както бе споменато по-горе, границите между ковалентен и йонен характер са замъглени и определението за полярна връзка по отношение на разликата в електроотрицателността може да представлява изключения. Много често срещан е флуороводородът или HF.
За това съединение разликата в електроотрицателностите е 1,78. Това, според предишното определение, би поставило HF в йонните съединения. Въпреки това, това, което прави едно съединение йонно или ковалентно, е не само неговата разлика в електроотрицателността, но също (и всъщност главно) неговите физични и химични свойства.
Йонната връзка се характеризира с това, че е много силна и генерира кристални твърди вещества с много високи точки на топене и кипене. HF обаче е газ при стайна температура, тъй като точката му на кипене е само 19,5 ºC. Сравнете с точката на кипене на натриевия хлорид, която е 1465 ºC.
Освен това HF се състои от два неметала вместо от неметал и метал, какъвто е случаят с йонните съединения. Поради тези две причини HF се счита за полярно ковалентно съединение , въпреки голямата разлика в електроотрицателностите между водорода и флуора.
SH връзка – друго изключение
SH връзката е пример за ковалентна връзка, която се счита за полярна, въпреки че не отговаря на условието за разлика в електроотрицателността. В този случай разликата е 0,38, което би го поставило в групата на неполярните ковалентни връзки, но химиците са съгласни, че връзката всъщност е полярна.
