Полярность (химия) полярных молекул и примеры

химическая полярность это свойство, которое характеризуется наличием заметного неоднородного распределения электронных плотностей в молекуле. Следовательно, в его структуре имеются области с отрицательным зарядом (δ-) и другие с положительным зарядом (δ +), дающие дипольный момент..

Дипольный момент (μ) звена является формой выражения полярности молекулы. Обычно он представлен в виде вектора, источник которого находится в нагрузке (+), а его конец расположен в нагрузке (-), хотя некоторые химические вещества представляют его в обратном порядке..

На верхнем изображении карта электростатического потенциала для воды, H₂О. Красноватая область (атом кислорода) соответствует области с большей электронной плотностью, и, кроме того, видно, что она выделяется на синих областях (атомы водорода)..

Поскольку распределение этой электронной плотности неоднородно, говорят, что есть положительный и отрицательный полюс. Вот почему мы говорим о химической «полярности», и на данный момент диполярное.

индекс

• 1 дипольный момент
  • 1.1 Асимметрия в молекуле воды
• 2 полярные молекулы
• 3 примера
  • 3.1 SO2
  • 3,2 CHCl3
  • 3,3 HF
  • 3.4 NH3
  • 3.5 Макромолекулы с гетероатомами
• 4 Ссылки

Диполярный момент

Дипольный момент μ определяется следующим уравнением:

μ = δ ·d

Где δ - электрический заряд каждого полюса, положительный (+ δ) или отрицательный (-δ), и d  это расстояние между ними.

Дипольный момент обычно выражается в дебаевских единицах, обозначаемых символом D. Кулоновый метр равен 2,998 · 10.²⁹ D.

Значение дипольного момента связи между двумя разными атомами, связано с разницей электроотрицательности атомов, образующих связь.

Для того чтобы молекула была полярной, недостаточно иметь полярные связи в своей структуре, но она также должна иметь асимметричную геометрию; таким образом, что это препятствует тому, чтобы дипольные моменты отменили друг друга в векторе.

Асимметрия в молекуле воды

Молекула воды имеет две О-Н связи. Геометрия молекулы является угловой, то есть с V-образной формой; так что дипольные моменты связей не взаимно компенсируют друг друга, а их сумма имеет место, указывая на атом кислорода.

Карта электростатического потенциала для H₂Или отразить это.

Если наблюдается угловая молекула H-O-H, может возникнуть следующий вопрос: действительно ли она асимметрична? Если мнимая ось проведена через атом кислорода, молекула будет разделена на две равные половины: H-O | O-H.

Но это не так, если воображаемая ось горизонтальна. Когда эта ось теперь снова делит молекулу на две половины, с одной стороны у нее будет атом кислорода, а с другой - два атома водорода..

Уже для этого очевидная симметрия Н₂Или он перестает существовать, и поэтому считается асимметричной молекулой.

Полярные молекулы

Полярные молекулы должны соответствовать ряду характеристик, таких как:

-Распределение электрических зарядов в молекулярной структуре асимметрично.

-Они обычно растворимы в воде. Это потому, что полярные молекулы могут взаимодействовать с помощью диполь-дипольных сил, где вода характеризуется большим дипольным моментом.

Кроме того, его диэлектрическая проницаемость очень высока (78,5), что позволяет ему поддерживать отдельные электрические заряды, увеличивая его растворимость.

-В целом, полярные молекулы имеют высокие точки кипения и плавления.

Эти силы составляют взаимодействие диполь-диполь, дисперсионные силы Лондона и образование водородных мостиков.

-Благодаря электрическому заряду полярные молекулы могут проводить электричество.

примеров

SW₂

Диоксид серы (SO)₂). Кислород имеет электроотрицательность 3,44, а электроотрицательность серы - 2,58. Следовательно, кислород является более электроотрицательным, чем сера. Есть две связи S = ​​O, O имеет заряд δ- и S имеет заряд δ+.

Будучи угловой молекулой с S в вершине, два дипольных момента ориентированы в одном направлении; и из-за этого они складываются, делая молекулу SO₂ быть полярным.

CHCl₃

Хлороформ (HCCl₃). Существует ссылка C-H и три ссылки C-Cl.

Электроотрицательность С составляет 2,55, а электроотрицательность Н составляет 2,2. Таким образом, углерод является более электроотрицательным, чем водород; и, следовательно, дипольный момент будет ориентирован от H (δ +) до C (δ-): C^δ--H^δ+.

В случае связей C-Cl, C имеет электроотрицательность 2,55, в то время как Cl имеет электроотрицательность 3,16. Вектор диполя или дипольный момент ориентирован от С до Cl в трех связях С ^δ+-Cl ^δ-.

Имея бедную область электронов вокруг атома водорода и богатую электронами область, состоящую из трех атомов хлора, CHCl₃ Считается полярной молекулой.

HF

Фтористый водород имеет одну связь H-F. Электроотрицательность Н составляет 2,22, а электроотрицательность F составляет 3,98. Следовательно, фтор имеет самую высокую электронную плотность, и связь между обоими атомами лучше всего описывается как: H^δ+-F^δ-.

Нью-Гемпшир₃

Аммиак (NH₃) имеет три N-H связи. Электроотрицательность N составляет 3,06, а электроотрицательность H составляет 2,22. В трех звеньях электронная плотность ориентирована на азот, еще больше благодаря наличию пары свободных электронов.

Молекула NH₃ он тетраэдрический, с атомом N, занимающим вершину. Три дипольных момента, соответствующих N-H звеньям, ориентированы в одном направлении. В них δ- находится в N, а δ + в H. Таким образом, ссылки имеют вид: N^δ--H^δ+.

Эти дипольные моменты, асимметрия молекулы и свободная пара электронов на азоте делают аммиак высокополярной молекулой.

Макромолекулы с гетероатомами

Когда молекулы очень большие, их уже нельзя классифицировать как неполярные или полярные. Это связано с тем, что могут быть части его структуры, имеющие как неполярные (гидрофобные), так и полярные (гидрофильные) характеристики.

Эти типы соединений известны как амфифилы или амфипатические. Поскольку аполярную часть можно считать бедной электронами по отношению к полярной части, в структуре присутствует полярность, а амфифильные соединения рассматриваются как полярные соединения..

В целом можно ожидать, что макромолекула с гетероатомами имеет дипольные моменты, а вместе с тем и химическую полярность..

Под гетероатомами понимаются те, которые отличаются от тех, которые составляют каркас структуры. Например, углеродный скелет является биологически наиболее важным из всех, и атом, с которым он образует углерод (помимо водорода), называется гетероатомом..

ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning.
2. Профессор Кришнан. (2007). Полярные и неполярные соединения. Общественный колледж Сент-Луиса. Получено от: users.stlcc.edu
3. Murmson, Serm. (14 марта 2018 г.) Как объяснить полярность. Sciencing. Получено от: sciencing.com
4. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (5 декабря 2018 г.) Определение и примеры полярной связи (полярная ковалентная связь). Получено с: мысли
5. Wikipedia. (2019). Химическая полярность. Получено с: en.wikipedia.org
6. Quimitube. (2012). Ковалентная связь: полярность связи и молекулярная полярность. Получено с: quimitube.com