Door David Ward Bijgewerkt op 24 maart 2022

Een scheikundige kan vaak voorspellen of een molecuul polair is door rekening te houden met de elektronegativiteit van de atomen waaruit het bestaat. Een nauwkeurige bepaling van het dipoolmoment van een molecuul vereist echter een nauwkeurige beschrijving van de geometrie ervan en de toepassing van vectoroptelling. Bij deze methode wordt elke binding weergegeven door een vector waarvan de grootte het verschil in elektronegativiteit weerspiegelt en waarvan de richting de oriëntatie van de binding binnen de driedimensionale vorm volgt.

Stap 1

Teken het molecuul in een standaard Lewis-structuur, inclusief alle atomen en alleenstaande paren. Deze visuele weergave vormt de basis voor daaropvolgende analyse.

Stap 2

Bepaal de moleculaire geometrie. Veel voorkomende vormen zijn:

• Lineair – één of twee gebonden atomen.
• Hoekig – twee gebonden atomen met losse paren.
• Trigonaal vlak – drie gebonden atomen zonder alleenstaande paren.
• Trigonaal piramidaal – drie gebonden atomen met een eenzaam paar.
• Tetraëdrisch – vier gebonden atomen.

Stap 3

Wijs elektronegativiteitswaarden (Pauling-schaal) toe aan elk atoom. De grootte van elke vector zal evenredig zijn met het elektronegativiteitsverschil tussen de gebonden atomen. Een C–O-binding (2,5Pauling-eenheden) zou bijvoorbeeld een langere vector genereren dan een C–H-binding (1,0Pauling-eenheden).

Stap 4

Teken een vector voor elke binding, waarbij de lengte wordt bepaald door het elektronegativiteitsverschil en de richting wordt bepaald door de oriëntatie van de binding in de moleculaire vorm. Zorg ervoor dat de vectoren zo zijn gepositioneerd dat hun staart naar het gedeelde elektronenpaar wijst.

Stap 5

Voer vectoroptelling uit door de vectoren van begin tot eind uit te lijnen. De resulterende vector, gemeten vanaf de oorsprong tot het vrije uiteinde, vertegenwoordigt het dipoolmoment van het molecuul. Een niet-nul resultante geeft polariteit aan; de grootte ervan komt overeen met de dipoolsterkte, en de richting wijst naar de meer elektronegatieve kant.

TL;DR (te lang; niet gelezen)

Gemeenschappelijke moleculen hebben vaak dipoolmomenten gepubliceerd. Let bij het schatten van de polariteit op zeer elektronegatieve atomen zoals zuurstof of fluor aan één kant van de structuur. Hun aanwezigheid aan één kant creëert doorgaans een netto dipool in die richting.

Waarschuwing

Het berekenen van dipoolmomenten wordt steeds complexer voor grotere moleculen en wordt meestal uitgevoerd met computationele chemiesoftware. De hier geschetste vectormethode is het meest geschikt voor kleine, eenvoudige moleculen.