Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Het beoordelen van moleculaire polariteit:een praktische gids

Door Riti Gupta
Bijgewerkt op 24 maart 2022

Bepalen of een molecuul polair is, is essentieel voor het voorspellen van de fysische eigenschappen, reactiviteit en interacties in de chemie en biologie. Hieronder vindt u een beknopte, door experts goedgekeurde methode die elektronegativiteit, bindingstype en moleculaire geometrie combineert om de beoordeling duidelijk en betrouwbaar te maken.

Wat maakt een molecuul polair?

Een molecuul is polair als het ten minste één binding bevat die aan de ene kant een gedeeltelijk positieve lading en aan de andere kant een gedeeltelijk negatieve lading creëert. Deze ongelijkmatige ladingsverdelingen genereren een dipoolmoment dat, als het niet wordt opgeheven door symmetrie, het hele molecuul polair maakt.

Elektronegativiteit en bindingspolariteit

Elektronegativiteit kwantificeert de neiging van een element om gedeelde elektronen aan te trekken. Het verschil in elektronegativiteit (ΔEN) tussen twee gebonden atomen voorspelt het bindingstype:

ΔEN obligatietype  < 0,4 Puur covalent 0,4–1,8 Polair covalent  > 1,8 Ionisch

Voorbeeld:Waterstof (EN=2,2) en zuurstof (EN=3,44) verschillen 1,24, waardoor de O-H-binding als polair covalent wordt geclassificeerd.

Van bindingspolariteit naar moleculaire polariteit

Zelfs als een binding polair is, kan het hele molecuul nog steeds niet-polair zijn als de dipoolmomenten elkaar opheffen. Om dit te beoordelen, moet u rekening houden met zowel de omvang van de dipool van elke binding als de driedimensionale opstelling van de bindingen. Het Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)-model helpt de geometrie te voorspellen door de afstoting van elektronenparen te minimaliseren.

Water (H₂O)

Water heeft twee O-H-bindingen en twee alleenstaande paren aan zuurstof, wat een gebogen tetraëdrische geometrie oplevert. Elke O-H-binding draagt ​​een dipool die naar de meer elektronegatieve zuurstof wijst. De vectoren van de twee bindingen versterken elkaar aan de zuurstofzijde, waardoor een netto dipool ontstaat en water een polair molecuul wordt.

Kooldioxide (CO₂)

CO₂ heeft twee dubbele bindingen en een lineaire geometrie. Hoewel elke C-O-binding polair covalent is, zijn de dipolen direct tegenovergesteld en heffen ze elkaar op. CO₂ is dus een niet-polair molecuul.

Test je kennis:methaan (CH₄)

CH₄ heeft een tetraëdrische vorm met vier gelijkwaardige C – H-bindingen. Alle dipoolvectoren heffen elkaar op, dus methaan is niet-polair.

Raadpleeg voor dieper onderzoek het periodiek systeem van elektronegativiteiten of de OpenStax-chemiebron over elektronegativiteit.

Door de polariteit van de bindingen en de moleculaire geometrie systematisch te beoordelen, kunt u vol vertrouwen bepalen of een verbinding polair of niet-polair is.