Tabla de Contenidos
Η κατανόηση της πολικότητας των μορίων και η δυνατότητα πρόβλεψης ποια μόρια είναι πολικά και ποια όχι είναι μια από τις θεμελιώδεις δεξιότητες που αναμένεται να αναπτύξει ένας μαθητής βασικής χημείας. Η πρόβλεψη της πολικότητας μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τις φυσικές ιδιότητες όπως τα σημεία τήξης και βρασμού, καθώς και τη διαλυτότητα μιας χημικής ουσίας σε μια άλλη.
Η πολικότητα των μορίων έχει να κάνει με τον τρόπο με τον οποίο τα ηλεκτρικά φορτία κατανέμονται σε όλη τη δομή τους. Ένα μόριο είναι πολικό όταν έχει καθαρή διπολική ροπή, πράγμα που σημαίνει ότι ένα μέρος του μορίου έχει μεγαλύτερη πυκνότητα αρνητικών ηλεκτρικών φορτίων ενώ ένα άλλο μέρος του μορίου έχει μεγαλύτερη πυκνότητα θετικών φορτίων, δημιουργώντας ένα δίπολο. που είναι ακριβώς αυτό που κάνει το μόριο πολικό.
Με απλά λόγια, ένα μόριο θα είναι πολικό αν έχει πολικούς δεσμούς (που έχουν διπολική ροπή) και αν οι διπολικές ροπές αυτών των δεσμών δεν ακυρώνονται μεταξύ τους. Από την άλλη πλευρά, ένα μόριο θα είναι μη πολικό ή μη πολικό εάν δεν έχει πολικούς δεσμούς ή αν έχει, αλλά οι διπολικές ροπές του ακυρώνονται.
πολικούς και μη πολικούς δεσμούς
Για να είναι ένα μόριο πολικό, πρέπει να έχει πολικούς δεσμούς, οι οποίοι είναι ένας τύπος ομοιοπολικού δεσμού που σχηματίζεται μεταξύ στοιχείων που έχουν διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ 0,4 και 1,7.
Ο παρακάτω πίνακας απεικονίζει τους διαφορετικούς τύπους δεσμών που μπορούν να σχηματιστούν μεταξύ δύο ατόμων με βάση τις ηλεκτραρνητικότητες τους:
| τύπος συνδέσμου | διαφορά ηλεκτραρνητικότητας | Παράδειγμα |
| ιοντικός δεσμός | >1.7 | NaCl; LiF |
| πολικός δεσμός | Μεταξύ 0,4 και 1,7 | OH; HF; NH |
| μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός | <0,4 | CH; IC |
| καθαρός ή μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός | H H; ωχ? FF |
Μερικά παραδείγματα πολικών δεσμών
Σύνδεσμος CO
Σύνδεσμος ΣΟ
Ομόλογος C=O
Πολικότητα και μοριακή γεωμετρία
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το γεγονός και μόνο της ύπαρξης πολικών δεσμών δεν διασφαλίζει ότι ένα μόριο είναι πολικό, αφού, για να συμβεί αυτό, το μόριο στο σύνολό του πρέπει να έχει καθαρή διπολική ροπή. Για το λόγο αυτό, όταν αναλύουμε ένα μόριο για να προσδιορίσουμε αν είναι ή όχι πολικό, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η μοριακή γεωμετρία, που δεν είναι τίποτα άλλο από τον τρόπο με τον οποίο όλα τα άτομα που αποτελούν το μόριο προσανατολίζονται στο χώρο.
Παράδειγμα εφαρμογής: το μόριο του νερού
Το μόριο του νερού είναι ίσως το πιο γνωστό πολικό μόριο, αλλά γιατί είναι πολικό; Πρώτον, το μόριο του νερού έχει δύο ομοιοπολικούς δεσμούς ΟΗ που είναι πολικοί δεσμοί (δηλαδή έχουν διπολική ροπή).
Αλλά άλλα μόρια, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, έχουν επίσης δύο πολικούς δεσμούς, αλλά είναι μη πολικοί. Αυτό οδηγεί στη δεύτερη αιτία πίσω από την πολικότητα του μορίου του νερού: έχει γωνιακή γεωμετρία.
Το γεγονός ότι οι δύο δεσμοί στο μόριο του νερού δεν είναι ευθυγραμμισμένοι όπως σε ένα γραμμικό μόριο, αλλά υπό γωνία, διασφαλίζει ότι οι διπολικές ροπές τους δεν μπορούν να αλληλοακυρωθούν.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη γεωμετρία του μορίου του νερού και πώς εκτελείται το διανυσματικό άθροισμα των διπολικών ροπών για να καθοριστεί εάν υπάρχει καθαρή διπολική ροπή ή όχι.
Το αποτέλεσμα του αθροίσματος των διπολικών ροπών δίνει μια καθαρή διπολική ροπή που διέρχεται από το κέντρο του μορίου με κατεύθυνση προς το οξυγόνο, το οποίο είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο που υπάρχει.
Παραδείγματα πολικών μορίων
Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία ενώσεων που σχηματίζονται από πολικά μόρια. Ακολουθεί μια σύντομη λίστα με μερικά από αυτά:
| Μόριο | Τύπος | πολικούς δεσμούς |
| Οξεικός αιθυλεστέρας | CH 3 COOCH 2 CH 3 | CO; C=O |
| Ακετόνη | (CH3 ) 2C = Ο | C=O |
| ακετονιτρίλιο | CH 3 CN | ΣΟ |
| Οξικό οξύ | CH3COOH _ _ | CO; C=O και OH |
| Νερό | H2O _ _ | ωχ |
| Αμμωνία | NH3 _ | NH |
| Διμεθυλοφορμαμίδιο | (CH 3 ) 2 NCHO | C=O; ΣΟ |
| διμεθυλοσουλφοξείδιο | ( CH3 ) 2SO _ | Υ=Ο |
| Διοξείδιο του θείου | SO2 _ | Υ=Ο |
| Αιθανόλη | CH3CH2 – OH _ _ | CO; ωχ |
| Φαινόλη | C6H5 – OH _ _ | CO; ωχ |
| ισοπροπανόλη | (CH3) 2CH –OH | CO; ωχ |
| μεθανόλη | CH3 – OH | CO; ωχ |
| μεθυλαμίνη | CH3NH2 _ _ _ | ΣΟ; NH |
| η-Προπανόλη | CH3CH2CH2 – OH _ _ _ _ | CO; ωχ |
| Υδρόθειο | H 2 S | SH |
Παραδείγματα Μη πολικών ή μη πολικών μορίων
Όπως υπάρχουν πολλά πολικά μόρια, υπάρχουν και πολλά μη πολικά. Αρχικά, τα μόρια που διαθέτουν τους πιο καθαρούς (λιγότερο πολικούς) ομοιοπολικούς δεσμούς είναι τα ομοπυρηνικά διατομικά στοιχεία:
| Μόριο | Τύπος |
| μοριακό βρώμιο | br 2 |
| μοριακό χλώριο | cl 2 |
| μοριακό φθόριο | F2 _ |
| μοριακό υδρογόνο | h2 _ |
| μοριακό άζωτο | # 2 |
| μοριακό οξυγόνο | ή 2 |
| μοριακό ιώδιο | Ι 2 |
Εκτός από αυτά τα είδη, εδώ είναι μερικά παραδείγματα άλλων πιο πολύπλοκων μορίων που εξακολουθούν να είναι μη πολικά ή μη πολικά:
| Μόριο | Τύπος |
| Ασετυλίνη | C2H2 _ _ _ |
| Βενζόλιο | C6H6 _ _ _ |
| κυκλοεξάνιο | C 6 H 12 |
| διμεθυλαιθέρας | ( CH3 ) 2O _ |
| Διοξείδιο του άνθρακα | CO2 _ |
| αιθάνιο | C2H6 _ _ _ |
| Αιθυλαιθέρας | (CH 3 CH 2 ) 2 O |
| Αιθυλένιο | C2H4 _ _ _ |
| εξάνιο | C 6 H 14 |
| Μεθάνιο | CH 4 |
| Τετραχλωράνθρακα | CCI 4 |
| τολουΐνη | C 6 H 5 CH 3 |
| ξυλόλιο | C 6 H 4 (CH 3 ) 2 |
Τέλος, άλλα πολικά είδη αντιστοιχούν στα ευγενή αέρια (Ήλιο, Νέον, Αργόν, Κρυπτόν και Ξένο), αν και αυτά είναι μονατομικά στοιχεία, όχι μόρια. Καθώς δεν έχουν δεσμούς, δεν μπορούν να είναι πολικοί, επομένως είναι εντελώς μη πολικοί.
βιβλιογραφικές αναφορές
Carey, F., & Giuliano, R. (2014). Organic Chemistry (9η έκδ .). Μαδρίτη, Ισπανία: McGraw-Hill Interamericana de España SL
Chang, R., & Goldsby, KA (2012). Chemistry, 11th Edition (11th ed.). Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη: Εκπαίδευση McGraw-Hill.
Μοριακή δομή και πολικότητα. (2020, 30 Οκτωβρίου). Ανακτήθηκε από https://espanol.libretexts.org/@go/page/1858
διαμοριακές δυνάμεις. (2020, 30 Οκτωβρίου). Ανακτήθηκε από https://espanol.libretexts.org/@go/page/1877
Smith, MB, & March, J. (2001). March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5η Έκδοση (5η έκδοση). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience.
