Elk molecuul heeft een driedimensionale "vorm" van elektrische ladingen die afkomstig zijn van de protonen en elektronen van de atomen waaruit het is gemaakt en hoe ze in de ruimte zijn gerangschikt. In sommige moleculen zijn de ladingen vrij gelijkmatig verdeeld. Voor anderen bundelen negatieve ladingen zich aan één uiteinde, waardoor het andere uiteinde positief wordt. Polaire moleculen vormen het laatste geval. De ongelijke verdeling van ladingen geeft hen een duidelijke elektrische polariteit.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Een polaire molecule heeft aan één kant een positieve elektrische lading en een negatieve opladen aan de andere kant.

Wat is de lading?

De polariteit of niet-polariteit van een molecuul heeft alles te maken met de manier waarop elektrische ladingen worden verdeeld over de atomen. Voor een individueel atoom is de ladingsverdeling eenvoudig: de protonen met de positieve lading bevinden zich allemaal in de kern en de elektronen die rond de kern cirkelen zijn allemaal negatief. De protonen en elektronen balanceren in een neutraal atoom en het atoom zal een netto negatieve of positieve lading hebben als het elektronen wint of verliest. Hoe dan ook, als een kleine imaginaire waarnemer de elektrische lading van een atoom "ziet", ziet het er van buitenaf hetzelfde uit. De ene kant of een deel verschilt niet veel van de andere.

Voor moleculen wordt de afbeelding gecompliceerd. De verbindingen tussen atomen kunnen regelmatig en goed geordend zijn, of ze kunnen worden uitgerekt, gebogen of anderszins worden gespannen.

In vorm komen

Een paar verschillende factoren beïnvloeden de vorm van een molecuul, inclusief de elektronegativiteit. van de betrokken atomen, het aantal atomen in het molecuul en de soorten bindingen tussen atomen. Als een molecuul een hoge mate van symmetrie heeft, dat wil zeggen, als de atomen een rechte lijn vormen, een ring of een andere regelmatige vorm met gelijke zijden, is de kans groot dat het niet polair is. De negatieve ladingen van de elektronenwolken in dergelijke vormen hebben de neiging om zich uit te strekken over het gehele molecuul. Moleculen met uitsteeksels, bochten, bulten en knikken zijn echter typisch polair. De onregelmatige vorm van deze moleculen zorgt ervoor dat elektrische ladingen zich opstapelen, waardoor de ene kant negatiever en de andere positiever wordt.

Met een dipool-moment

Of een molecuul polair is of niet, is een vraag van graad. Als het ene uiteinde van een molecuul negatiever is dan het andere, noemt een chemicus het een dipool. Het heeft twee verschillende elektrische polen, de ene positief, de andere negatief. De hoeveelheid van het ladingsverschil over een molecuul geeft een hoeveelheid die het dipoolmoment wordt genoemd. Voor moleculen met een gelijkmatige ladingsverdeling is het dipoolmoment klein, maar met toenemend ladingsverschil wordt het polaire moment groter. Het dipoolmoment vertelt je hoe zwak of sterk polair de molecule is.

Polaire moleculen blijft samen hangen

Het dipoolmoment van een molecule beïnvloedt sterk hoe het zich gedraagt. Water is bijvoorbeeld een polair molecuul. Het zuurstofatoom trekt de elektronen van de waterstofatomen naar een kant, waardoor de protonen zichtbaar worden en de waterstofzijde positief wordt terwijl de zuurstofzijde negatief wordt. De positief-negatieve aantrekkingskrachten tussen watermoleculen zorgen ervoor dat ze zich in groepen opstellen zoals een reeks magneten. Dit heeft invloed op hoe ijskristallen zich vormen tot sneeuwvlokken en hoe water andere polaire en ionische stoffen oplost.