Die zwei Hauptklassen von Molekülen sind polare Moleküle und unpolare Moleküle. Etwas Moleküle sind eindeutig polar oder unpolar, während viele eine gewisse Polarität haben und irgendwo dazwischen liegen. Hier sehen Sie, was polar und unpolar bedeuten, wie Sie vorhersagen können, ob ein Molekül das eine oder das andere sein wird, und Beispiele für repräsentative Verbindungen.
Wichtige Imbissbuden: Polar und unpolar
- In der Chemie bezieht sich Polarität auf die Verteilung der elektrischen Ladung um Atome, chemische Gruppen oder Moleküle.
- Polare Moleküle treten auf, wenn zwischen den gebundenen Atomen ein Elektronegativitätsunterschied besteht.
- Unpolare Moleküle treten auf, wenn Elektronen zwischen Atomen eines zweiatomigen Moleküls gleich verteilt sind oder wenn sich polare Bindungen in einem größeren Molekül gegenseitig aufheben.
Polare Moleküle
Polare Moleküle treten auf, wenn zwei Atome Elektronen nicht gleichmäßig teilen eine kovalente Bindung. EIN Dipol bildet sich, wobei ein Teil des Moleküls eine leichte positive Ladung und der andere Teil eine leichte negative Ladung trägt. Dies geschieht, wenn es einen Unterschied zwischen gibt
die Elektronegativität von jedem Atom. Ein extremer Unterschied bildet eine Ionenbindung, während ein geringerer Unterschied eine polare kovalente Bindung bildet. Zum Glück können Sie Elektronegativität nachschlagen auf einer Tabelle, um vorherzusagen, ob sich wahrscheinlich Atome bilden oder nicht polare kovalente Bindungen. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen den beiden Atomen zwischen 0,5 und 2,0 liegt, bilden die Atome eine polare kovalente Bindung. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen den Atomen größer als 2,0 ist, ist die Bindung ionisch. Ionische Verbindungen sind extrem polare Moleküle.Beispiele für polare Moleküle umfassen:
- Wasser - H.2Ö
- Ammoniak - NH3
- Schwefeldioxid - SO2
- Schwefelwasserstoff - H.2S.
- Ethanol - C.2H.6Ö
Beachten Sie, dass ionische Verbindungen wie Natriumchlorid (NaCl) polar sind. Wenn Menschen jedoch von "polaren Molekülen" sprechen, meinen sie meistens "polare kovalente Moleküle" und nicht alle Arten von Verbindungen mit Polarität!
Unpolare Moleküle
Wenn Moleküle Elektronen gleichmäßig in einer kovalenten Bindung teilen, gibt es keine elektrische Nettoladung über das Molekül. In einer unpolaren kovalenten Bindung sind die Elektronen gleichmäßig verteilt. Sie können vorhersagen, dass sich unpolare Moleküle bilden, wenn Atome die gleiche oder eine ähnliche Elektronegativität aufweisen. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen zwei Atomen weniger als 0,5 beträgt, ist die Bindung im Allgemeinen als unpolar angesehen, obwohl die einzigen wirklich unpolaren Moleküle diejenigen sind, die mit identischen gebildet werden Atome.
Unpolare Moleküle bilden sich auch, wenn Atome a teilen polare Bindung so anordnen, dass sich die elektrischen Ladungen gegenseitig aufheben.
Beispiele für unpolare Moleküle umfassen:
- Alle Edelgase: He, Ne, Ar, Kr, Xe (Dies sind Atome, technisch gesehen keine Moleküle.)
- Jedes der homonuklearen zweiatomigen Elemente: H.2, N.2, Ö2, Cl2 (Dies sind wirklich unpolare Moleküle.)
- Kohlendioxid - CO2
- Benzol - C.6H.6
- Tetrachlorkohlenstoff - CCl4
- Methan - CH4
- Ethylen - C.2H.4
- Kohlenwasserstoffflüssigkeiten wie Benzin und Toluol
- Die meisten organischen Moleküle
Polaritäts- und Mischlösungen
Wenn Sie die Polarität von Molekülen kennen, können Sie vorhersagen, ob sie sich zu chemischen Lösungen vermischen oder nicht. Die allgemeine Regel lautet: "Gleiches löst Gleiches auf", was bedeutet, dass sich polare Moleküle in anderen polaren Flüssigkeiten und unpolare Moleküle in unpolare Flüssigkeiten auflösen. Deshalb vermischen sich Öl und Wasser nicht: Öl ist unpolar, während Wasser polar ist.
Es ist hilfreich zu wissen, welche Verbindungen zwischen polar und unpolar liegen, da Sie sie als Zwischenprodukt verwenden können, um eine Chemikalie in eine zu lösen, mit der sie sich sonst nicht vermischen würde. Wenn Sie beispielsweise eine ionische Verbindung oder eine polare Verbindung in einem organischen Lösungsmittel mischen möchten, können Sie diese möglicherweise in Ethanol lösen (polar, aber nicht viel). Anschließend können Sie die Ethanollösung in einem organischen Lösungsmittel wie Xylol lösen.
Quellen
- Ingold, C. K.; Ingold, E. H. H. (1926). "Die Natur des alternierenden Effekts in Kohlenstoffketten. Teil V. Eine Diskussion der aromatischen Substitution unter besonderer Berücksichtigung der jeweiligen Rolle der polaren und unpolaren Dissoziation; und eine weitere Untersuchung der relativen Richtlinieneffizienz von Sauerstoff und Stickstoff ". J. J. Chem. Soc.: 1310–1328. doi:10.1039 / jr9262901310
- Pauling, L. (1960). Die Natur der chemischen Bindung (3. Aufl.). Oxford University Press. pp. 98–100. ISBN 0801403332.
- Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edward; Williams, Peter (November 1.2000). "Elektrische Ablenkung polarer Flüssigkeitsströme: Eine missverstandene Demonstration". Journal of Chemical Education. 77 (11): 1520. doi:10.1021 / ed077p1520