Divas galvenās molekulu klases ir polārās molekulas un nepolārās molekulas. Daži molekulas ir skaidri polāri vai nepolāri, savukārt daudziem ir zināma polaritāte un tie atrodas kaut kur pa vidu. Šeit apskatīts, ko nozīmē polārs un nepolārs, kā paredzēt, vai molekula būs viena vai otra, un raksturīgo savienojumu piemēri.
Galvenie noņemamie materiāli: polāri un nepolāri
- Ķīmijā polaritāte attiecas uz elektriskā lādiņa sadalījumu ap atomiem, ķīmiskajām grupām vai molekulām.
- Polārās molekulas rodas, ja starp saistītajiem atomiem ir atšķirība starp elektronegativitāti.
- Nepolāras molekulas rodas, ja elektronu sadalījums ir vienāds starp diatomītiskās molekulas atomiem vai kad polārās saites lielākā molekulā otru izslēdz.
Polārās molekulas
Polārās molekulas rodas, ja divi atomi elektronos nedalās vienādi kovalentā saite. A dipols veidojas, daļai molekulas nesot nelielu pozitīvu lādiņu, bet otrai daļai - nelielu negatīvu lādiņu. Tas notiek, ja pastāv atšķirība starp elektronegativitāte katra atoma. Galējā atšķirība veido jonu saiti, bet mazāka atšķirība veido polāro kovalento saiti. Par laimi, jūs varat
meklēt elektronegativitāti uz galda, lai prognozētu, vai atomi varētu veidoties vai ne polārās kovalentās saites. Ja elektronegativitātes starpība starp abiem atomiem ir no 0,5 līdz 2,0, atomi veido polāro kovalento saiti. Ja atomu elektronegativitātes starpība ir lielāka par 2,0, saite ir joniska. Jonu savienojumi ir ārkārtīgi polāras molekulas.Polāro molekulu piemēri ir:
- Ūdens - H2O
- Amonjaks - NH3
- Sēra dioksīds - SO2
- Sērūdeņradis - H2S
- Etanols - C2H6O
Jāatzīmē, ka jonu savienojumi, piemēram, nātrija hlorīds (NaCl), ir polāri. Tomēr lielāko daļu laika, kad cilvēki runā par "polārajām molekulām", viņi domā par "polārajām kovalentām molekulām" un ne visiem savienojumu veidiem ar polaritāti!
Nepolārās molekulas
Ja molekulas dalās ar elektroniem vienādi kovalentā saitē, molekulā nav neto elektriskā lādiņa. Nepolārā kovalentā saitē elektroni ir vienmērīgi sadalīti. Var prognozēt, ka nepolāras molekulas izveidosies, kad atomiem ir tāda pati vai līdzīga elektronegativitāte. Parasti, ja elektronegativitātes starpība starp diviem atomiem ir mazāka par 0,5, saite ir tiek uzskatīti par nepolāriem, kaut arī vienīgās patiesi nepolārās molekulas ir tās, kas izveidotas ar identiskām atomi.
Nepolāras molekulas veidojas arī tad, ja atomiem ir kopīga a polārā saite sakārtojiet tā, lai elektriskie lādiņi cits citu atceltu.
Nepolāru molekulu piemēri ir:
- Jebkura no cēlām gāzēm: Viņš, Ne, Ar, Kr, Xe (Tie ir atomi, nevis tehniski molekulas.)
- Jebkurš no homonukleārajiem diatomiskajiem elementiem: H2, N2, O2, Kl2 (Šīs ir patiesi nepolāras molekulas.)
- Oglekļa dioksīds - CO2
- Benzols - C6H6
- Tetrahlorogleklis - CCl4
- Metāns - CH4
- Etilēns - C2H4
- Ogļūdeņražu šķidrumi, piemēram, benzīns un toluols
- Lielākā daļa organisko molekulu
Polaritāte un sajaukšanas risinājumi
Ja zināt molekulu polaritāti, varat paredzēt, vai tās sajauksies kopā, veidojot ķīmiskus šķīdumus. Vispārīgais noteikums ir tāds, ka "līdzīgi izšķīst kā", kas nozīmē, ka polārās molekulas izšķīdīs citos polāros šķidrumos, un nepolārās molekulas izšķīdīs nepolāros šķidrumos. Tāpēc eļļa un ūdens nesajaucas: eļļa nav nepolāra, kamēr ūdens ir polārs.
Ir noderīgi zināt, kuri savienojumi ir starpprodukti starp polāro un nepolāro, jo jūs varat tos izmantot kā starpproduktu, lai ķīmisko vielu izšķīdinātu tādā, ar kuru tas nesajauktos. Piemēram, ja vēlaties sajaukt jonu savienojumu vai polāro savienojumu organiskā šķīdinātājā, iespējams, jūs varat to izšķīdināt etanolā (polārā, bet ne daudz). Pēc tam jūs varat izšķīdināt etanola šķīdumu organiskā šķīdinātājā, piemēram, ksilolā.
Avoti
- Ingolds, Č. K.; Ingolds, Ē. H. (1926). "Mainīgās ietekmes raksturs oglekļa ķēdēs. V daļa. Aromātiskās aizvietošanas diskusija ar īpašu norādi uz attiecīgajām polārās un nepolārās disociācijas lomām; un papildu pētījums par skābekļa un slāpekļa relatīvās direktīvas efektivitāti ". Dž. Chem. Soc.: 1310–1328. doi:10.1039 / jr9262901310
- Pauling, L. (1960). Ķīmiskās saites raksturs (3. izd.). Oxford University Press. lpp. 98–100. ISBN 0801403332.
- Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edvards; Viljamss, Pīters (12000. gada novembris). "Polāro šķidrumu straumju elektriskā novirze: nepareizi saprasta demonstrācija". Ķīmiskās izglītības žurnāls. 77 (11): 1520. doi:10.1021 / ed077p1520