Du har säkert hört att molekyler har något som kallas polaritet tidigare. Till exempel är vatten en polär molekyl medan koldioxid är en icke-polär molekyl. Vad sägs om svaveldioxid, är det polärt eller icke-polärt? Svaveldioxid anses vara en polär molekyl.
vad betyder exakt att vara en dålig molekyl? Dessutom, vilka egenskaper har svaveldioxid som gör den till en polär molekyl? För att ta reda på, låt oss gå över definitionen av polaritet och ta en titt på attributen en molekyl svaveldioxid har.
Vad är polaritet?
När du tänker på poler kan det första du tänker på vara jordens sydpol och nordpol. Dessa är jordens övre och nedre områden. Liksom jorden kan molekyler ha polära regioner, men dessa polära regioner är positiva och negativa i naturen. De är ändarna på molekylerna som antingen har en negativ laddning eller positiv laddning, ungefär som ett batteri har ett negativt slut och ett positivt slut.
”ingenting existerar utom atomer och tomt utrymme; allt annat är åsikt.”- Democritus
eftersom molekyler är gjorda av atomer är dessa atomer kopplade ihop för att skapa sektioner som har en övergripande positiv laddning eller en övergripande negativ laddning. Om en atom har distinkta regioner med positiv laddning och negativ laddning – om det finns både negativa regioner och positiva regioner inom molekylen – är molekylen polär. Om molekylen inte har regioner som skiljer sig i laddning anses molekylen vara icke-polär.
exempel på polära och icke-polära molekyler
som ett exempel på en polär molekyl, låt oss ta en titt på vatten. Vatten är en av de mest kända polära molekylerna, och dess struktur är ansvarig för att molekylen har en polär natur. Vattenmolekyler består av en syreatom som har en något negativ laddning och två väteatomer som har små positiva laddningar. Detta innebär att vatten är en polär molekyl.
som ett exempel på en icke-polär molekyl överväga etan-som är en kemisk formel för C2H6. En av anledningarna till att etan är en icke-polär molekyl är att molekylen har en symmetrisk struktur. Symmetriska strukturer i molekyler hjälper molekylen att hålla en jämn fördelning av elektronegativitet, men det garanterar inte nödvändigtvis att en molekyl kommer att vara icke-polär. När det gäller etan är det dock liten eller ingen skillnad i mängderna elektronegativitet som finns mellan kolatomerna och väteatomerna, och liten skillnad i elektronegativiteten som finns mellan de två kolatomerna.
de flesta alkaliska element har en liknande struktur som C2H6, och av denna anledning sägs det vanligtvis att alkaliska element är icke-polära. Kemi har ett koncept som ofta sammanfattas som ”som löser sig som”. Detta innebär att en molekyl har större löslighet när den ligger inom en liknande substans. Polära ämnen löses lättare när de kombineras med andra polära molekyler, och icke-polära ämnen löses lättare när de kombineras med andra icke-polära ämnen.
hur regioner av molekyler blir polära eller icke-polära
elektronerna i molekylerna dras ständigt runt. Det betyder att elektronerna i en molekyl alltid skiftar positioner, och en molekyls polaritet påverkas av förskjutningen av en uppsättning elektroner. När elektroner rör sig i en eller annan riktning får molekylen en positiv eller negativ laddning i området för den elektronen. Det som påverkar hur elektroner flyttas runt är de bindningar som finns mellan molekyler. Dessa kemiska bindningar innehåller också elektroner, och de kan också ha polaritet.
om atomerna som utgör en kemisk bindning är olika, kommer bindningen mellan de två atomerna att vara polär i naturen. Detta beror på att när två olika atomer skapar en bindning kommer kärnorna i respektive atomer att ha olika elektronfångstförmågor, och elektronernas positioner inom bindningen kommer att skiftas. Men när det finns två atomer av samma typ som utgör en bindning, kommer elektronerna i bindningen att flytta position eftersom mängden drag som varje atom har är ekvivalent och elektronerna som varje atom har kommer att stanna där de är.
” jag måste erkänna att jag är avundsjuk på termen atom; för även om det är mycket lätt att prata om atomer, är det mycket svårt att bilda en klar uppfattning om deras natur.”- Michael Faraday
annons
atomen som har större förmåga att dra elektroner mot sig kommer att ha ett ökat antal elektroner runt den, det kommer att ha en något mer negativ laddning totalt sett och slutresultatet är en region av bindningen som är positiv och en del av bindningen som är negativ, vilket gör bindningen polär i naturen. Du kan också föreställa dig detta som elektroner som ingår i en polär bindning som konvergerar i ena änden av bindningen eller en annan och. Hur som helst kommer det att finnas en del av obligationen som har en något mer positiv laddning och en del av obligationen som har en något negativ laddning.
hur en atoms struktur påverkar dess polaritet
även om det är frestande att dra slutsatsen att ju mer negativa atomer en molekyl har desto mer sannolikt är det att vara polär, så är det inte alltid fallet. Som ett exempel på en molekyl med mer negativa bindningar som är icke-polära, titta på koldioxid. Koldioxid har en kolmolekyl och två syremolekyler och bindningarna som skapar molekylen kan representeras på detta sätt:
O = C = O
man måste inte bara ta hänsyn till det totala antalet bindningar och deras positiva eller negativa natur utan också molekylens struktur. När det gäller koldioxid är molekylen symmetrisk i naturen och den har en linjär struktur. Båda syreatomerna utövar samma mängd drag på kolatomen i mitten, vilket skapar en situation där dragningen av en syreatom upphävs av den andra och elektronerna i atomen rör sig inte alls. Således upprätthåller molekylen sin balans som en icke-polär molekyl.
Varför är SO2 polär?
svaveldioxid frigörs naturligt av vulkanaktivitet och finns också i atmosfären på grund av förbränning av fossila bränslen. Svaveldioxid har en skarp lukt, som ofta liknar lukten av en match som just har tänts. Precis som med koldioxidexemplet måste du inte bara ta hänsyn till typerna av atomer i en molekyl svaveldioxid, du måste också ta hänsyn till molekylens struktur.
först och främst är det viktigt att veta att syre-svavelbindningar är något polära, på grund av att syre har en större elektronegativ potential än svavel. Detta innebär att syret utövar mer drag på de kovalenta bindningarna i svaveldioxid. Men som tidigare diskuterats gör molekylens struktur också en skillnad.
precis som H2O finns svavel i mitten av molekylen, med böjda bindningar som förbinder svavel med syret. Detta innebär att det finns en sida (topp eller botten) av molekylen som har båda syreatomerna på den, vilket ger den en något negativ laddning medan den del av molekylen som har svavelatomen har en något positiv laddning. Som ett resultat av detta är SO2 polär.så i huvudsak är svaveldioxid polär medan koldioxid är icke-polär eftersom de enskilda rörelserna av bindningarna i koldioxid avbryter varandra, men i fallet med svaveldioxid betyder molekylens vinklade natur att det finns en obalans mellan polerna – att den har både en negativ och positiv sida – och därför är molekylen polär.
viktiga punkter att tänka på när man bestämmer polariteten hos en molekyl
När man försöker bestämma polariteten hos en molekyl kan man använda en trestegsprocess för att analysera den. Det första steget är att rita molekylens Lewis-struktur, medan det andra steget är att bestämma molekylens geometri, och det sista steget är att bestämma molekylens bindningspolariteter och summera bindningspolariteterna tillsammans.att rita Lewis-strukturen innebär att man ritar en representation av molekylen via ett diagram som indikerar molekylens antal valenselektroner och bindningar. Efter detta är gjort kan molekylens geometri bestämmas med Valensskalelektronpar Repulsionsteori (VSEPR-teori), som säger att molekyler kommer att anta en geometrisk bildning som maximerar avståndet som elektronerna har från varandra.
” I, ett universum av atomer, en atom i universum.”- Richard P. Feynman
Slutligen måste du bestämma styrkan på bindningarna och summera deras bindningspolariteter tillsammans. Till exempel i koldioxid polariseras kol-syrebindningarna mot syret, vilket är mer elektronegativt, och eftersom båda bindningarna har samma storlek är deras summa noll och molekylen klassificeras som icke-polär.
När det gäller svaveldioxid är molekylen vinklad och har en skillnad i elektronegativitet med svaveldragningen mindre än syre. Därför finns det ett permanent dipolmoment. Dipolmomentet är ett resultat av ojämn fördelning av negativa och positiva laddningar.