Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Polaire versus niet-polaire moleculen:een uitgebreide gids

Zo kun je bepalen of een moleculaire verbinding polair of niet-polair is:

1. Teken de Lewis-structuur:

* Identificeer het centrale atoom: Dit is meestal het minst elektronegatieve atoom in het molecuul.

* Tel de totale valentie-elektronen: Tel de valentie-elektronen van alle atomen in het molecuul bij elkaar op.

* Verbind de atomen met enkele bindingen: Plaats het centrale atoom in het midden en verbind het met de andere atomen.

* Volledige octetten: Voeg alleenstaande elektronenparen toe aan de buitenste atomen (behalve waterstof) om aan de octetregel te voldoen (acht elektronen rond elk atoom).

2. Bepaal de moleculaire geometrie:

* Gebruik de VSEPR-theorie: De Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)-theorie helpt de vorm van moleculen te voorspellen. Het stelt dat elektronenparen rond een centraal atoom elkaar afstoten en proberen de afstand tussen hen te maximaliseren.

* Gemeenschappelijke geometrieën:

* Lineair: Twee elektronenparen rond het centrale atoom (bijvoorbeeld CO2).

* Trigonaal vlak: Drie elektronenparen (bijvoorbeeld BF3).

* Tetraëdrische: Vier elektronenparen (bijvoorbeeld CH4).

* Trigonaal piramidaal: Drie bindingsparen en één alleenstaand paar (bijvoorbeeld NH3).

* Gebogen: Twee bindingsparen en twee alleenstaande paren (bijvoorbeeld H2O).

3. Analyseer de bindingspolariteit:

* Elektronegativiteit: Elektronegativiteit is een maatstaf voor het vermogen van een atoom om elektronen in een binding aan te trekken.

* Polaire bindingen: Als het elektronegativiteitsverschil tussen twee gebonden atomen significant is (groter dan 0,4), wordt de binding als polair beschouwd. Het meer elektronegatieve atoom zal een gedeeltelijke negatieve lading hebben (δ-), en het minder elektronegatieve atoom zal een gedeeltelijke positieve lading hebben (δ+).

4. Bepaal de moleculaire polariteit:

* Symmetrische moleculen: Als een molecuul een symmetrische geometrie heeft en alle bindingen niet-polair zijn, is het molecuul niet-polair. Dit komt omdat de bindingsdipolen elkaar opheffen.

* Asymmetrische moleculen: Als een molecuul een symmetrische geometrie heeft maar polaire bindingen bevat, of als het molecuul een asymmetrische geometrie heeft, is het molecuul polair. Dit komt omdat de bindingsdipolen elkaar niet opheffen en resulteren in een netto dipoolmoment.

Voorbeelden:

* CO2: Lineaire geometrie, symmetrische, niet-polaire bindingen (verschil in elektronegativiteit is klein). Niet-polair molecuul .

* H2O: Gebogen geometrie, asymmetrische, polaire bindingen (significant elektronegativiteitsverschil tussen zuurstof en waterstof). Polair molecuul .

* CH4: Tetraëdrische geometrie, symmetrische, niet-polaire bindingen (klein elektronegativiteitsverschil tussen koolstof en waterstof). Niet-polair molecuul .

Belangrijkste punten:

* Polariteit is een cruciale factor die de fysische en chemische eigenschappen van een molecuul beïnvloedt, inclusief het kookpunt, de oplosbaarheid en de reactiviteit.

* Bedenk dat zelfs als een molecuul polaire bindingen bevat, het nog steeds niet-polair kan zijn als de geometrie ervan symmetrisch is.