Tabla de Contenidos
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
CN-linkki
C=O-sidos
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).
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 summan tulos antaa nettodipolimomentin, joka kulkee molekyylin keskustan läpi osoittaen kohti happea, joka on elektronegatiivisin alkuaine.
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.
