pravděpodobně jste slyšeli, že molekuly mají něco, co se nazývá polarita. Například voda je polární molekula, zatímco oxid uhličitý je nepolární molekula. A co oxid siřičitý, je polární nebo nepolární? Oxid siřičitý je považován za polární molekulu.
Co přesně znamená být špatnou molekulou? Jaké vlastnosti má oxid siřičitý, který z něj činí polární molekulu? Chcete-li to zjistit, projdeme definici polarity a podíváme se na atributy, které má molekula oxidu siřičitého.
co je polarita?
když přemýšlíte o pólech, první věc, kterou si můžete myslet, může být jižní a severní pól Země. Jedná se o horní a dolní oblasti země. Podobně jako země, molekuly mohou mít polární oblasti, ale tyto polární oblasti jsou pozitivní a negativní povahy. Jsou to konce molekul, které mají buď záporný náboj nebo kladný náboj, podobně jako baterie má záporný konec a kladný konec.
“ nic neexistuje kromě atomů a prázdného prostoru; všechno ostatní je názor.“— Démokritos
Protože molekuly jsou vyrobeny z atomů, tyto atomy jsou spojeny dohromady, aby vytvořily oddíly, které mají celkově pozitivní náboj, nebo celkový negativní náboj. Pokud má atom odlišné oblasti kladného a záporného náboje-pokud jsou v molekule negativní i pozitivní oblasti-molekula je polární. Pokud molekula nemá oblasti, které se liší nábojem, považuje se molekula za nepolární.
příklady polárních a nepolárních molekul
jako příklad polární molekuly se podívejme na vodu. Voda je jednou z nejznámějších polárních molekul a její struktura je zodpovědná za to, aby molekula měla polární povahu. Molekuly vody se skládají z jednoho atomu kyslíku, který má mírně záporný náboj, a dvou atomů vodíku, které mají mírné kladné náboje. To znamená, že voda je polární molekula.
Jako příklad nepolární molekuly zvážit ethan – což je chemický vzorec C2H6. Jedním z důvodů, proč je Ethan nepolární molekulou, je to, že molekula má symetrickou strukturu. Symetrické struktury v molekulách pomáhají molekule udržovat rovnoměrnou distribuci elektronegativity, i když to nutně nezaručuje, že molekula bude nepolární. V případě ethanu i když, tam je málo k žádné rozdíl v množství elektronegativita, který existuje mezi atomy uhlíku a atomy vodíku, a malý rozdíl v elektronegativitě, která se nachází mezi dvěma atomy uhlíku.
většina alkalických prvků má podobnou strukturu jako C2H6, a proto se obvykle říká, že alkalické prvky jsou nepolární. Chemie Má koncept, který se často shrnuje jako „jako rozpouští jako“. To znamená, že molekula má větší rozpustnost, když je v podobné látce. Polární látky se snadněji rozpouštějí v kombinaci s jinými polárními molekulami a nepolární látky se snadněji rozpouštějí v kombinaci s jinými nepolárními látkami.
jak se oblasti molekul stávají polárními nebo nepolárními
elektrony uvnitř molekul jsou neustále taženy kolem. To znamená, že elektrony v molekule vždy mění polohy a polarita molekuly je ovlivněna posunem sady elektronů. Jak se elektrony pohybují v jednom nebo druhém směru, molekula získává kladný nebo záporný náboj v oblasti tohoto elektronu. To, co ovlivňuje posun elektronů, jsou vazby, které existují mezi molekulami. Tyto chemické vazby obsahují také elektrony a mohou mít také polaritu.
Pokud jsou atomy, které tvoří chemickou vazbu, odlišné, pak bude vazba mezi těmito dvěma atomy polární povahy. Je to proto, že když dva různé atomy vytvoří vazbu, jádra příslušných atomů budou mít různé schopnosti zachycovat elektrony a pozice elektronů uvnitř vazby se posunou. Nicméně, když tam jsou dva atomy stejného typu, které tvoří vazbu, elektrony rámci dluhopisového posune pozici, protože částka vytáhnout, že každý atom má je ekvivalentní a elektronů, že každý atom má zůstat, kde jsou.
„musím se přiznat, že jsem žárlivá pojmu atom; pro ačkoli to je velmi snadné mluvit o atomy, je velmi obtížné vytvořit jasnou představu o jejich povaze.“— Michael Faraday
REKLAMA
Na atom, který má větší schopnost vytáhnout elektrony k sobě bude mít zvýšený počet elektronů kolem něj, to bude mít mírně negativní náboj celkový a konečný výsledek je region pouto, které je pozitivní a část pouto, které je negativní, čímž vazba polární charakter. Můžete si to také představit jako elektrony, které jsou součástí polární vazby konvergující na jednom konci vazby nebo jiného a. Ať tak či onak, bude existovat jedna část vazby, která má o něco kladnější náboj, a jedna část vazby, která má mírně záporný náboj.
Jak Struktura Atomu Ovlivňuje Jeho Polaritu
i Když je lákavé vyvodit závěr, že čím více negativní atomy, molekuly, má větší pravděpodobnost, že bude polární, toto není vždy případ. Jako příklad molekuly s více negativními vazbami, které jsou nepolární, se podívejte na oxid uhličitý. Oxid uhličitý má jednu molekulu uhlíku a dvě molekuly kyslíku a vazby, které tvoří molekulu, mohou být reprezentovány tímto způsobem:
O = C = o
je třeba vzít v úvahu nejen celkový počet vazeb a jejich pozitivní nebo negativní povahu,ale také strukturu molekuly. V případě oxidu uhličitého má molekula symetrickou povahu a má lineární strukturu. Oba atomy kyslíku se projevují stejné množství vytáhnout na atom uhlíku uprostřed, vytváří situace, kdy vytáhnout jeden atom kyslíku je zrušen a další elektrony v atomu nepohybují vůbec. Molekula tak udržuje rovnováhu jako nepolární molekula.
proč je SO2 polární?
Oxid uhličitý je přirozeně uvolní do sopečné činnosti, a to je také přítomen v atmosféře v důsledku spalování fosilních paliv. Oxid siřičitý má štiplavý zápach, často přirovnáván k vůni zápalky, která právě svítila. Stejně jako u příkladu oxidu uhličitého musíte nejen vzít v úvahu typy atomů v molekule oxidu siřičitého, ale také vzít v úvahu strukturu molekuly.
především je důležité vědět, že vazby kyslík-síra jsou mírně polární, protože kyslík má větší elektronegativní potenciál než síra. To znamená, že kyslík vyvíjí větší tah na kovalentní vazby v oxidu siřičitém. Nicméně, jak bylo dříve diskutováno, struktura molekuly také dělá rozdíl.
podobně jako H2O se síra nachází uprostřed molekuly s ohnutými vazbami spojujícími síru s kyslíkem. To znamená, že je na jedné straně (horní nebo dolní) molekula, která má oba atomy kyslíku na to, které dává mírně záporný náboj, zatímco část molekuly, která má atom síry má mírně kladný náboj. V důsledku toho je SO2 polární.
Takže v podstatě, oxid siřičitý je polární, zatímco oxid uhličitý je nepolární, protože jednotlivé pohyby dluhopisů v oxid uhličitý zrušit jeden na druhého, ale v případě oxidu siřičitého, úhlové povaze molekuly znamená, že existuje nerovnováha mezi póly – to, že to má jak negativní a pozitivní stránku – a proto se molekula je polární.
Klíčové Body, Aby Zvážila Při Určování Polarity Molekuly
Když se snaží zjistit, polarita molekuly, můžete použít tři-proces kroku analyzovat. Prvním krokem je kresba Lewis struktura molekuly, zatímco druhým krokem je určení geometrie molekuly, a posledním krokem je určování dluhopisů polarity molekuly a součet dluhopisů polarity dohromady.
kreslení Lewisovy struktury znamená kreslení reprezentace molekuly pomocí diagramu, který udává počet valenčních elektronů a vazeb molekuly. Poté lze geometrii molekuly určit pomocí teorie odpuzování elektronového páru valenční skořepiny (VSEPR teorie), která uvádí,že molekuly přijmou geometrický útvar, který maximalizuje vzdálenost, kterou mají elektrony od sebe.
“ I, vesmír atomů, atom ve vesmíru.“- Richard P. Feynman
nakonec musíte určit sílu vazeb a shrnout jejich polaritu vazeb dohromady. Například, oxid uhličitý, uhlík-kyslík dluhopisy jsou polarizované ke kyslíku, což je více elektronegativní, a protože obě vazby mají stejnou velikost jejich součet je nula a molekula je klasifikován jako nepolární.
V případě oxidu siřičitého, molekula je hranatý a má rozdíl v elektronegativitě s pull síry je menší než u kyslíku. Proto existuje trvalý dipólový moment. Dipólový moment je výsledkem nerovnoměrného rozložení negativních a pozitivních nábojů.