De to hovedklasser af molekyler er polære molekyler og ikke-polære molekyler. Nogle molekyler er klart polære eller ikke-polære, mens mange har en vis polaritet og falder et sted imellem. Her er et kig på, hvad polært og ikke-polært betyder, hvordan man forudsiger, om et molekyle vil være det ene eller det andet, og eksempler på repræsentative forbindelser.
Key takeaways: Polar og Nonpolar
- I kemi henviser polaritet til fordelingen af elektrisk ladning omkring atomer, kemiske grupper eller molekyler.
- Polære molekyler forekommer, når der er en elektronegativitetsforskel mellem de bundne atomer.
- Ikke-polære molekyler forekommer, når elektroner deles ligeligt mellem atomer i et diatomisk molekyle, eller når polære bindinger i et større molekyle annullerer hinanden.
Polære molekyler
Polære molekyler forekommer, når to atomer ikke deler elektronerne lige i en kovalent binding. EN dipol dannes, hvor en del af molekylet bærer en svag positiv ladning, og den anden del har en svag negativ ladning. Dette sker, når der er forskel mellem
elektronegativiteten af hvert atom. En ekstrem forskel danner en ionisk binding, mens en mindre forskel danner en polær kovalent binding. Heldigvis kan du slå elektronegativitet op på et bord for at forudsige, om der sandsynligvis dannes atomer polære kovalente bindinger. Hvis elektronegativitetsforskellen mellem de to atomer er mellem 0,5 og 2,0, danner atomerne en polær kovalent binding. Hvis elektronegativitetsforskellen mellem atomerne er større end 2,0, er bindingen ionisk. Ioniske forbindelser er ekstremt polære molekyler.Eksempler på polære molekyler inkluderer:
- Vand - H2O
- Ammoniak - NH3
- Svovldioxid - SO2
- Hydrogensulfid - H2S
- ethanol - C2H6O
Bemærk, at ioniske forbindelser, såsom natriumchlorid (NaCl), er polære. Men for det meste, når folk taler om "polære molekyler", betyder de "polære kovalente molekyler" og ikke alle typer forbindelser med polaritet!
Ikke-polære molekyler
Når molekyler deler elektroner ens i en kovalent binding er der ingen elektrisk nettoladning på tværs af molekylet. I en ikke-polær kovalent binding er elektronerne jævnt fordelt. Du kan forudsige, at ikke-polære molekyler dannes, når atomer har den samme eller lignende elektronegativitet. Generelt, hvis elektronegativitetsforskellen mellem to atomer er mindre end 0,5, er bindingen betragtes som ikke-polære, selvom de eneste virkelig ikke-polære molekyler er dem, der er dannet med identiske atomer.
Ikke-polære molekyler dannes også, når atomer deler a polær binding arranger sådan, at de elektriske opladninger annullerer hinanden.
Eksempler på ikke-polære molekyler inkluderer:
- Enhver af de ædelgasser: Han, Ne, Ar, Kr, Xe (Dette er atomer, ikke teknisk molekyler.)
- Et hvilket som helst af de homonukleære diatomiske elementer: H2, N2, O2, Cl2 (Dette er virkelig ikke-polære molekyler.)
- Kuldioxid - CO2
- Benzen - C6H6
- Carbontetrachlorid - CCl4
- Methan - CH4
- Ethylen - C2H4
- Hydrocarbonvæsker, såsom benzin og toluen
- De fleste organiske molekyler
Polaritet og blandingsløsninger
Hvis du kender molekylernes polaritet, kan du forudsige, om de vil blandes sammen eller danne kemiske opløsninger. Den generelle regel er, at "ligesom opløses som", hvilket betyder, at polære molekyler vil opløses i andre polære væsker, og ikke-polære molekyler vil opløses i ikke-polære væsker. Dette er grunden til, at olie og vand ikke blandes: olie er ikke-polær, mens vand er polært.
Det er nyttigt at vide, hvilke forbindelser der er mellemliggende mellem polære og ikke-polære, fordi du kan bruge dem som mellemprodukt til at opløse et kemikalie til et stof, som det ikke ville blandes med ellers. Hvis du f.eks. Vil blande en ionisk forbindelse eller polær forbindelse i et organisk opløsningsmiddel, kan du muligvis opløse den i ethanol (polær, men ikke meget). Derefter kan du opløse ethanolopløsningen i et organisk opløsningsmiddel, såsom xylen.
Kilder
- Ingold, C. K.; Ingold, E. H. (1926). "Arten af den vekslende effekt i kulstofkæder. Del V. En diskussion af aromatisk substitution med særlig henvisning til respektive roller for polær og ikke-polær dissociation; og en yderligere undersøgelse af de relative direktiveffektiviteter af ilt og nitrogen ". J. Chem. Soc.: 1310–1328. doi:10.1039 / jr9262901310
- Pauling, L. (1960). Arten af den kemiske binding (3. udgave). Oxford University Press. pp. 98–100. ISBN 0801403332.
- Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edward; Williams, Peter (1.2000 november). "Elektrisk afbøjning af polære væskestrømme: En misforstået demonstration". Journal of Chemical Education. 77 (11): 1520. doi:10,1021 / ed077p1520