Co to jest link kowalencyjny Polar? (z przykładami)

A polarne wiązanie kowalencyjne jest wiązaniem kowalencyjnym między dwoma atomami, w którym elektrony tworzące wiązanie są nierównomiernie rozłożone.

Ładunek dipoli elektrycznych jest mniejszy niż całkowity ładunek jednostkowy, więc są one uważane za ładunki cząstkowe i są oznaczone delta plus (δ +) i delta minus (δ-) (Bez granic, 2016).

Ponieważ ładunki dodatnie i ujemne są rozdzielone w wiązaniu, cząsteczki z polarnymi wiązaniami kowalencyjnymi oddziałują z dipolami w innych cząsteczkach.

Powoduje to między nimi międzycząsteczkowe siły dipol-dipol (Helmenstine, Polar Bond Definition and Examples, 2017).

Elektroujemność i biegunowość wiązania

Biegunowość wiązania (stopień, w jakim jest on polarny) jest w dużej mierze określona przez względne elektroujemności związanych atomów.

Elektroujemność (χ) jest definiowana jako zdolność atomu w cząsteczce lub jonie do przyciągania elektronów do siebie. Dlatego istnieje bezpośrednia korelacja między elektroujemnością i polarnością wiązań (Polar Covalent Bonds, S.F.).

Wiązanie jest niepolarne, jeśli przyłączone atomy mają takie same lub podobne elektroujemności. Jeśli elektroujemności przyłączonych atomów nie są równe, można powiedzieć, że wiązanie jest spolaryzowane w kierunku najbardziej elektroujemnego atomu.

Wiązanie, w którym na przykład elektroujemność B (χB) jest większa niż elektroujemność A (χA), jest wskazane przez częściowy ładunek ujemny na najbardziej elektroujemnym atomie:

A ^δ+-B ^δ-

Im wyższa wartość elektroujemności, tym większa siła atomu do przyciągnięcia pary wiążących elektronów.

Rysunek 1 pokazuje wartości elektroujemności różnych elementów pod każdym symbolem w układzie okresowym.

Z pewnymi wyjątkami, elektroujemności rosną, od lewej do prawej, w okresie, i zmniejszają się, od góry do dołu, w rodzinie. (Elektroujemność: klasyfikacja typu obligacji, S.F.).

Elektroujemności dają informacje o tym, co stanie się z parą wiążących się elektronów, gdy dwa atomy się połączą.

Polarne wiązania kowalencyjne powstają, gdy zaangażowane atomy mają różnicę elektroujemności między 0,5 a 1,7.

Atom, który najsilniej przyciąga parę elektronów wiązań, jest nieco bardziej ujemny, podczas gdy drugi atom jest nieco bardziej pozytywny, tworząc dipol w cząsteczce.

Im większa różnica w elektroujemności, tym atomy zaangażowane w wiązanie będą bardziej negatywne i dodatnie. (ELECTRONEGATIVITY I POLAR COVALENT BONDING, S.F.).

Wiązania polarne są linią podziału między czystym wiązaniem kowalencyjnym a czystym wiązaniem jonowym.

Czyste wiązania kowalencyjne (niepolarne wiązania kowalencyjne) dzielą pary elektronów równomiernie między atomami.

Technicznie rzecz biorąc, niepolarne złącze występuje tylko wtedy, gdy atomy są identyczne (na przykład gaz H)₂ lub gaz Cl₂), ale chemicy uważają wszelkie wiązania między atomami z różnicą elektroujemności mniejszą niż 0,4 za niepolarne wiązanie kowalencyjne.

Na przykład dwutlenek węgla (CO₂) i metan (CH₄) są molekułami niepolarnymi.

W wiązaniach jonowych elektrony w wiązaniu są zasadniczo przekazywane jednemu atomowi przez drugi (np. NaCl).

Wiązania jonowe powstają między atomami, gdy różnica elektroujemności między nimi jest większa niż 1,7. W przypadku wiązań jonowych nie ma podziału elektronów, a połączenie następuje przez siły elektrostatyczne.

Przykłady polarnych wiązań kowalencyjnych

Woda (H₂O) jest najbardziej klasycznym przykładem cząsteczki polarnej. Mówi się, że woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem, ale to nie znaczy, że rozpuszcza wszystko uniwersalnie, ale ze względu na jej obfitość jest idealnym rozpuszczalnikiem do rozpuszczania substancji polarnych (Helmenstine, 2017).

Zgodnie z wartościami na figurze 1, wartość elektroujemności tlenu wynosi 3,44, podczas gdy elektroujemność wodoru wynosi 2,10..

Nierówność w rozkładzie elektronów wyjaśnia wygiętą formę cząsteczki. „Tlenowa” strona cząsteczki ma ujemny ładunek netto, podczas gdy dwa atomy wodoru (z drugiej „strony”) mają ładunek dodatni netto (rysunek 3).

Chlorowodór (HCl) jest kolejnym przykładem cząsteczki, która ma polarne wiązanie kowalencyjne.

Chlor jest najbardziej elektroujemnym atomem, więc elektrony w wiązaniu są ściślej związane z atomem chloru niż z atomem wodoru.

Dipol jest tworzony ze stroną chloru mającą ujemny ładunek netto, a strona wodorowa ma ładunek dodatni netto. Chlorowodór jest cząsteczką liniową, ponieważ są tylko dwa atomy, więc żadna inna geometria nie jest możliwa.

Cząsteczka amoniaku (NH₃) i aminy i amidy mają polarne wiązania kowalencyjne między azotem, wodorem i atomami podstawnika.

W przypadku amoniaku dipol jest taki, że atom azotu jest bardziej ujemnie naładowany, a wszystkie trzy atomy wodoru znajdują się po jednej stronie atomu azotu z ładunkiem dodatnim.

Związki asymetryczne wykazują polarne cechy kowalencyjne. Związek organiczny z grupami funkcyjnymi o różnicy elektroujemności wykazuje polaryzację.

Na przykład 1-chlorobutan (CH₃-CH₂-CH₂-CH₂Cl) wykazuje częściowy ładunek ujemny na Cl i częściowy ładunek dodatni rozłożony na atomach węgla. Nazywa się to efektem indukcyjnym (TutorVista.com, S.F.).

Referencje

1. (2016, 17 sierpnia). Obligacje kowalencyjne i inne obligacje i interakcje. Odzyskany ze strony boundless.com.
2. ELEKTRONEGATYWNOŚĆ I POŁĄCZENIE POLARNE. (S.F.). Odzyskany z dummies.com.
3. Elektroujemność: klasyfikacja typu obligacji. (S.F.). Źródło z chemteam.info.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 12 kwietnia). Przykłady cząsteczek polarnych i niepolarnych. Pobrane z thinkco.com.
5. Helmenstine, A. M. (2017, 17 lutego). Definicja i przykłady Polar Bond. Pobrane z thinkco.com.
6. Obligacje kowalencyjne Polar. (S.F.). Odzyskany z saylordotorg.github.io.