4.12: Форми та властивості - полярні та неполярні молекули
- Page ID
- 20501
- Визначте, чи є молекула полярною або неполярною.
Молекулярна полярність
Щоб визначити, чи є молекула полярною чи неполярною, часто корисно подивитися на структури Льюїса. Неполярні сполуки будуть симетричними, тобто всі сторони навколо центрального атома ідентичні - пов'язані з одним і тим же елементом без нерозділених пар електронів. Зверніть увагу, що тетраедрична молекула,\(\ce{CCl_4}\) така як неполярна Малюнок (\(\PageIndex{1}\). Інша неполярна молекула, показана нижче, - трифторид бору, BF 3. BF 3 - тригональна планарна молекула і всі три периферичних атома однакові.
![](https://chem.libretexts.org/@api/deki/files/202257/clipboard_e89a98d988268124b0f4ef1dd99277f78.png)
![](https://chem.libretexts.org/@api/deki/files/202258/clipboard_e8162bf8099678b5d0d18d25bae900822.png)
Полярні молекули асиметричні, або містять поодинокі пари електронів на центральному атомі, або мають атоми з різною електронегативністю, пов'язаними. Це працює досить добре - до тих пір, поки ви можете візуалізувати молекулярну геометрію. Це важка частина. Щоб знати, як орієнтовані зв'язки в просторі, ви повинні добре зрозуміти структури Льюїса та теорію VSEPR. Припускаючи, що ви це зробите, ви можете подивитися на структуру кожного з них і вирішити, полярна вона чи ні - чи знаєте ви окрему електронегативність атома. Це тому, що ви знаєте, що всі зв'язки між різнорідними елементами є полярними, і в цих конкретних прикладах не має значення, в якому напрямку вказують вектори дипольних моментів (назовні або в).
Полярна молекула - це молекула, в якій один кінець молекули трохи позитивний, а інший - трохи негативний. Двоатомна молекула, яка складається з полярного ковалентного зв'язку, наприклад\(\ce{HF}\), є полярною молекулою.
Як згадувалося в розділі 4.7, оскільки електрони в зв'язку знаходяться ближче до атома F, ця сторона молекули приймає частковий негативний заряд, який представлений Δ− (δ - це мала грецька буква дельта). Інша сторона молекули, атом Н, приймає частковий позитивний заряд, який представлений Δ+. Дві електрично заряджені області на будь-якому кінці молекули називаються полюсами, подібними до магніту, що має північний та південний полюси. Молекула з двома полюсами називається диполем (див. Малюнок нижче). Фтористий водень - диполь.
![](https://chem.libretexts.org/@api/deki/files/78326/CK12_Screenshot_9-14-1.png)
Для молекул, що мають більше двох атомів, молекулярна геометрія також повинна враховуватися при визначенні, чи є молекула полярною або неполярною. На малюнку нижче показано порівняння між вуглекислим газом і водою. Вуглекислий газ\(\left( \ce{CO_2} \right)\) - лінійна молекула. Атоми кисню більш електронегативні, ніж атом вуглецю, тому є два окремих диполя, що спрямовані назовні від\(\ce{C}\) атома до кожного\(\ce{O}\) атома. Однак, оскільки диполі мають однакову міцність і орієнтовані таким чином, вони скасовують, а загальна молекулярна полярність\(\ce{CO_2}\) дорівнює нулю.
Вода - це зігнута молекула через двох одиноких пар на центральному атомі кисню. Окремі диполі вказують від\(\ce{H}\) атомів до\(\ce{O}\) атома. Через форму диполі не скасовують один одного, а молекула води полярна. На малюнку нижче чистий диполь показаний синім кольором і вказує вгору.
![](https://chem.libretexts.org/@api/deki/files/78328/CK12_Screenshot_9-14-3.png)
Три інші полярні молекули показані нижче зі стрілками, що вказують на більш щільні атоми електронів. Так само, як молекула води, жоден момент зв'язку не скасовується.
![](https://chem.libretexts.org/@api/deki/files/373855/1AB.jpg)
Підсумовуючи, щоб бути полярною, молекула повинна:
- Містять щонайменше одну полярну ковалентну зв'язок.
- Мають молекулярну структуру таку, що сума векторів кожного дипольного моменту зв'язку не скасовується.
- Намалюйте структуру Льюїса
- З'ясувати геометрію (використовуючи теорію VSEPR)
- Візуалізувати або намалювати геометрію
- Знайдіть чистий дипольний момент (вам не потрібно насправді робити розрахунки, якщо ви можете його візуалізувати)
- Якщо чистий дипольний момент дорівнює нулю, він неполярний. В іншому випадку вона полярна.
Позначте кожне з наступного як полярне або неполярне.
- Вода, Н 2 О:
- Метанол, СН 3 ОН:
- Ціаністий водень, HCN:
- Кисень, O 2:
- Пропан, С 3 Н 8:
Рішення
- Вода полярна. Будь-яка молекула з одинокими парами електронів навколо центрального атома є полярною.
- Метанол полярний. Це не симетрична молекула. \(\ce{-OH}\)Сторона відрізняється від інших 3\(\ce{-H}\) сторін.
- Ціаністий водень полярний. Молекула не симетрична. Азот і водень мають різну електронегативність, створюючи нерівномірну тягу на електрони.
- Кисень неполярний. Молекула симетрична. Два атоми кисню тягнуть електрони точно на однакову кількість.
- Пропан неполярний, тому що він симетричний, з\(\ce{H}\) атомами, пов'язаними з кожною стороною навколо центральних атомів, і не мають спільних пар електронів.
Позначте кожне з наступного як полярне або неполярне.
а. SO 3
б. NH 3- Відповідь на
-
неполярний
- Відповідь б
-
полярний
Резюме
- Неполярні молекули симетричні, без нерозділених електронів.
- Полярні молекули асиметричні, або містять поодинокі пари електронів на центральному атомі, або мають атоми з різною електронегативністю, пов'язаними.
Автори та атрибуція
- Template:ContribCK12
- StackExchange (thomij).
- Template:ContribAgnewM
- Template:ContribAgnewH