prawdopodobnie słyszałeś, że cząsteczki mają wcześniej coś, co nazywa się polaryzacją. Na przykład woda jest cząsteczką polarną, podczas gdy dwutlenek węgla jest cząsteczką niepolarną. Co z dwutlenkiem siarki, jest polarny czy niepolarny? Dwutlenek siarki jest uważany za cząsteczkę polarną.
co dokładnie oznacza bycie słabą cząsteczką? Co więcej, jakie właściwości ma dwutlenek siarki, który czyni go cząsteczką polarną? Aby się tego dowiedzieć, przejdźmy do definicji polaryzacji i przyjrzyjmy się atrybutom, jakie ma cząsteczka dwutlenku siarki.
Reklama
Co To jest polaryzacja?
Kiedy myślisz o biegunach, pierwszą rzeczą, o której myślisz, może być biegun południowy i biegun północny Ziemi. Są to górne i dolne obszary ziemi. Podobnie jak Ziemia, cząsteczki mogą mieć regiony polarne, ale te regiony polarne mają pozytywny i negatywny charakter. Są to końce cząsteczek, które mają ładunek ujemny lub dodatni, podobnie jak bateria ma koniec ujemny i koniec dodatni.
„nic nie istnieje oprócz atomów i pustej przestrzeni; Wszystko inne to opinia.”- Democritus
ponieważ cząsteczki są zbudowane z atomów, Atomy te są połączone ze sobą, tworząc sekcje, które mają ogólny ładunek dodatni lub całkowity ładunek ujemny. Jeśli atom ma różne regiony ładunku dodatniego i ładunku ujemnego – jeśli istnieją zarówno regiony ujemne, jak i regiony dodatnie w cząsteczce – cząsteczka jest polarna. Jeśli cząsteczka nie ma regionów różniących się ładunkiem, cząsteczka jest uważana za niepolarną.
przykłady cząsteczek polarnych i Niepolarnych
jako przykład cząsteczki polarnej przyjrzyjmy się wodzie. Woda jest jedną z najbardziej znanych cząsteczek polarnych, a jej struktura jest odpowiedzialna za to, że cząsteczka ma charakter polarny. Cząsteczki wody składają się z jednego atomu tlenu, który ma lekko ujemny ładunek i dwóch atomów wodoru, które mają niewielkie ładunki dodatnie. Oznacza to, że woda jest cząsteczką polarną.
Reklama
jako przykład cząsteczki niepolarnej weź etan – który jest wzorem chemicznym C2H6. Jednym z powodów, że etan jest cząsteczką niepolarną, jest to, że cząsteczka ma symetryczną strukturę. Symetryczne struktury w cząsteczkach pomagają cząsteczce utrzymać jednolity rozkład elektroujemności, choć niekoniecznie gwarantuje, że cząsteczka będzie niepolarna. W przypadku etanu istnieje niewielka lub żadna różnica w ilości elektroujemności, która istnieje między atomami węgla i atomami wodoru, oraz niewielka różnica w elektroujemności, która znajduje się między dwoma atomami węgla.
większość pierwiastków alkalicznych ma strukturę podobną do C2H6 i z tego powodu zwykle mówi się, że pierwiastki alkaliczne są niepolarne. Chemia ma pojęcie, które często podsumowuje się jako „jak rozpuszcza się jak”. Oznacza to, że cząsteczka ma większą rozpuszczalność, gdy znajduje się w podobnej substancji. Substancje polarne łatwiej rozpuszczają się w połączeniu z innymi cząsteczkami polarnymi, a substancje niepolarne łatwiej rozpuszczają się w połączeniu z innymi substancjami niepolarnymi.
jak regiony cząsteczek stają się polarne lub niepolarne
elektrony w cząsteczkach są stale przyciągane. Oznacza to, że elektrony w cząsteczce są zawsze przesunięcie pozycji, a polaryzacja cząsteczki jest pod wpływem przesunięcia zestawu elektronów. Gdy elektrony poruszają się w jednym lub drugim kierunku, cząsteczka zyskuje ładunek dodatni lub ujemny w regionie tego elektronu. To, co wpływa na to, jak elektrony są przemieszczane wokół, to wiązania istniejące między cząsteczkami. Te wiązania chemiczne zawierają elektrony, jak również, i mogą mieć polaryzację, jak również.
Jeśli Atomy tworzące wiązanie chemiczne są różne, to wiązanie między tymi dwoma atomami będzie miało charakter polarny. Dzieje się tak dlatego, że gdy dwa różne Atomy tworzą wiązanie, jądra odpowiednich atomów będą miały różne zdolności przechwytywania elektronów, a pozycje elektronów w wiązaniu się zmienią. Jednak, gdy istnieją dwa atomy tego samego typu, które tworzą wiązanie, elektrony w wiązaniu zmieni pozycję, ponieważ ilość przyciągania, że każdy atom ma jest równoważna i elektrony, że każdy atom posiada pozostanie tam, gdzie są.
„muszę przyznać, że jestem zazdrosny o termin atom; bo chociaż bardzo łatwo jest mówić o atomach, bardzo trudno jest sformułować jasne pojęcie o ich naturze.”- Michael Faraday
Reklama
atom, który ma większą zdolność przyciągania elektronów do siebie, będzie miał zwiększoną liczbę elektronów wokół siebie, będzie miał nieco więcej ładunku ujemnego, a rezultatem końcowym jest obszar wiązania dodatniego i część wiązania ujemnego, dzięki czemu Wiązanie jest polarne w naturze. Można to również wyobrazić sobie jako elektrony, które są częścią wiązania biegunowego zbiegającego się na jednym końcu wiązania lub na drugim i. Tak czy inaczej, będzie jedna część wiązania, która ma nieco bardziej dodatni ładunek i jedna część wiązania, która ma nieco ujemny ładunek.
jak struktura atomu wpływa na jego polaryzację
struktura dwutlenku węgla. Zdjęcie: Autor: jynto (talk) – praca Własnapobraz ten został stworzony za pomocą wizualizera Discovery Studio., CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=21004130
chociaż kuszące jest stwierdzenie, że im więcej ujemnych atomów ma cząsteczka, tym bardziej prawdopodobne jest jej polarność, nie zawsze tak jest. Jako przykład cząsteczki o bardziej ujemnych wiązaniach, która jest niepolarna, spójrz na dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla ma jedną cząsteczkę węgla i dwie cząsteczki tlenu, a wiązania, które tworzą cząsteczkę, można przedstawić w ten sposób:
O = C = O
należy wziąć pod uwagę nie tylko całkowitą liczbę wiązań i ich pozytywny lub negatywny charakter, ale także strukturę cząsteczki. W przypadku dwutlenku węgla cząsteczka ma charakter symetryczny i ma strukturę liniową. Oba atomy tlenu wywierają taką samą siłę przyciągania na atom węgla w środku, tworząc sytuację, w której siła przyciągania jednego atomu tlenu jest zerowana przez drugi, a elektrony w atomie w ogóle się nie poruszają. W ten sposób cząsteczka utrzymuje równowagę jako cząsteczka niepolarna.
dlaczego SO2 jest polarny?
dwutlenek siarki często pochodzi z wulkanów. Photo: doctor-A via, CC0
dwutlenek siarki jest naturalnie uwalniany przez aktywność wulkaniczną, a także jest obecny w atmosferze ze względu na spalanie paliw kopalnych. Dwutlenek siarki ma ostry zapach, często porównywany do zapałki, która właśnie została zapalona. Podobnie jak w przypadku dwutlenku węgla, nie tylko trzeba brać pod uwagę rodzaje atomów w cząsteczce dwutlenku siarki, ale także strukturę cząsteczki.
przede wszystkim ważne jest, aby wiedzieć, że wiązania tlen-siarka są lekko polarne, ze względu na fakt, że tlen ma większy potencjał elektroujemności niż Siarka. Oznacza to, że tlen wywiera większy nacisk na wiązania kowalencyjne w dwutlenku siarki. Jednak, jak wcześniej omówiono, struktura cząsteczki również robi różnicę.
podobnie jak H2O, Siarka znajduje się w środku cząsteczki, z wygiętymi wiązaniami łączącymi siarkę z tlenem. Oznacza to, że istnieje jedna strona (górna lub dolna) cząsteczki, która ma na sobie oba atomy tlenu, co daje jej nieco ujemny ładunek, podczas gdy część cząsteczki, która ma atom siarki, ma nieco dodatni ładunek. W rezultacie SO2 jest BIEGUNOWY.
tak więc w istocie dwutlenek siarki jest polarny, podczas gdy dwutlenek węgla jest niepolarny, ponieważ poszczególne ruchy wiązań w dwutlenku węgla znoszą się nawzajem, jednak w przypadku dwutlenku siarki kątowa natura cząsteczki oznacza, że istnieje nierównowaga między biegunami-że ma zarówno negatywną, jak i pozytywną stronę – i dlatego cząsteczka jest polarna.
kluczowe punkty do rozważenia przy określaniu polaryzacji cząsteczki
próbując określić polaryzację cząsteczki, możesz użyć trzyetapowego procesu do jej analizy. Pierwszym krokiem jest narysowanie struktury Lewisa cząsteczki, podczas gdy drugim krokiem jest określenie geometrii cząsteczki, a ostatnim krokiem jest określenie polaryzacji wiązania cząsteczki i zsumowanie polaryzacji wiązania razem.
rysowanie struktury Lewisa oznacza rysowanie reprezentacji cząsteczki za pomocą diagramu, który wskazuje liczbę cząsteczek elektronów walencyjnych i wiązań. Po tym odbywa się, geometria cząsteczki może być określona z powłoką Walencyjną teorii odpychania pary elektronów (teoria VSEPR), który stanowi, że cząsteczki przyjmą formację geometryczną, która maksymalizuje odległość, że elektrony mają od siebie.
„ja, wszechświat atomów, atom we wszechświecie.”- Richard P. Feynman
na koniec należy określić siłę wiązań i zsumować ich biegunowość wiązań. Na przykład, w dwutlenku węgla, wiązania węgiel-tlen są spolaryzowane w kierunku tlenu, który jest bardziej elektroujemny, a ponieważ oba wiązania mają tę samą wielkość, ich suma wynosi zero, a cząsteczka jest klasyfikowana jako niepolarna.
w przypadku dwutlenku siarki cząsteczka jest nachylona pod kątem i ma różnicę w elektroujemności przy przyciąganiu siarki mniejszym niż tlenu. Dlatego istnieje stały moment dipolowy. Moment dipolowy jest wynikiem nierównomiernego rozkładu ujemnych i dodatnich ładunków.
