Что означает молекулы полярны

Полярные и неполярные молекулы — строение, свойства и примеры

Полярные и неполярные молекулы – две группы, на которые подразделяются все диэлектрики.

Полярные по-другому называются дипольными. А неполярные являются нейтральными или бездипольными.

Что такое полярность в химии

Полярность – свойство, показывающее изменение распределения электронной плотности около ядер, если сравнивать с изначальным ее распределением в образующих данную связь нейтральных частицах.

Поляризуемость — способность поляризоваться под воздействием электрического поля.

Мерой полярности называется электрический момент диполя. В нейтральных соединениях он равен нулю. Его значение зависит от разности электроотрицательностей элементов.

Длина диполя — расстояние между его полюсами. Данная характеристика также влияет на степень полярности.

Любое соединение состоит из ядра (положительные частицы) и электронов (отрицательные частицы). И положительные, и отрицательные частицы имеют свой электрический центр тяжести.

Если центры тяжести частиц совпадают, то соединение считается неполярным. Если же полюса не накладываются друг на друга, то в этом случае речь идет о дипольной связи.

Примеры полярных молекул

Эта связь образуется, если вещество состоит из атомов разных элементов и ассиметрична (имеются неспаренные электроны). Такие соединения имеют угловую, изогнутую геометрическую форму.

Например, это такие газы как NH3, SO2, NO2 и жидкость – вода.

Примеры неполярных молекул

В качестве примера таких связей можно привести молекулы, состоящие из одинаковых атомов: H2, Cl2, O2, N2, F2 и т. д.

Эта связь также может встречаться в соединениях, состоящих из атомов разных элементов и при этом являющихся симметричными (линейные, тетраэдрические и т. д.). Такими веществами являются: BeH2, BF3, CH4, CO2(углекислый газ) и SO3.

При нейтральной связи электронное облако равномерно распределяется между ядрами всех атомов данного вещества. Поэтому ядра действуют на него в равной мере.

Как определить полярность молекулы и от чего она зависит

Чтобы определить, является ковалентная связь дипольной или нет, необходимо посмотреть на химическую формулу вещества.

Если молекула состоит из атомов одного и того же вещества, то она в любом случае нейтральна.

Если же молекулярное строение является сложным, то речь может идти как о полярной, так и неполярной ковалентной связи. Это зависит от геометрической формы.

Источник

Полярные и неполярные молекулы (Пример)

Полярные молекулы это соединения молекулы которых характеризоваться электрическим дипольным моментом. Примеры полярных молекул: вода — H₂O, аммиак — NH₃, диоксид серы — SO₂.

Неполярные молекулы это соединения электроны которых одинаково распределяются между атомами в молекуле вещества или ихнее расположение в молекуле симметрично, поэтому дипольные заряды компенсируют друг друга.

Примеры неполярных молекул: любой из двухатомный газ H₂, N₂, O₂, Cl₂, углекислый газ — CO₂ и другие.

ЧТО ТАКОЕ ПОЛЯРНЫЕ И НЕПОЛЯРНЫЕ МОЛЕКУЛЫ

Во всякой молекуле имеются как положительно заряженные частицы — ядра атомов, так и отрицательно заряженные — электроны.

Для каждого рода частиц (или, вернее, зарядов) можно найти такую точку, которая будет являться как бы их «электрическим центром тяжести».

Эти точки называются полюсами молекулы. Если в молекуле электрические центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадут, то молекула будет неполярной.

Пример неполярной молекулы

Рис.. Схемы полярной и не полярной молекул: а — полярная молекула; б—неполярная молекула.

Но если молекула построена несимметрично, например состоит из двух разнородных атомов, то, как мы уже говорили, общая пара электронов может быть в большей или меньшей степени смещена в сторону одного из атомов.

Очевидно, что в этом случае, вследствие неравномерного распределения положительных и отрицательных зарядов внутри молекулы, их электрические центры тяжести не совпадут и получится полярная молекула (рис.).

Полярные молекулы это

Полярные молекулы являются диполями. Этим термином обозначают вообще всякую электронейтральную систему, т. е. систему, состоящую из положительных и отрицательных зарядов, распределенных таким образом, что их электрические центры тяжести не совпадают.

Расстояние между электрическими центрами тяжести тех и других зарядов (между полюсами диполя) называется длиной диполя.

Длина диполя характеризует степень полярности молекулы. Понятно, что для различных полярных молекул длина диполя различна; чем она больше, тем резче выражена полярность молекулы.

На практике степень полярности тех или иных молекул устанавливают путем измерения так называемого дипольного момента молекулы т, который определяется как произведение длины диполя l на заряд его полюса е:

Величины дипольных моментов связаны с некоторыми свойствами веществ и могут быть определены экспериментальным путем.

Рис. 2. Схемы строения молекул СO₂ и CS₂

Ниже приведены дипольные моменты молекул некоторых неорганических веществ.

Дипольные моменты

Дипольные моменты некоторых веществ

Хлористый водород……. 1,04

Двуокись углерода……. 0

Йодистый водород…….. 0,38

Окись углерода ……. 0,11

Определение величин дипольных моментов позволяет сделать много интересных выводов относительно строения различных молекул. Рассмотрим некоторые из этих выводов.

Как и следовало ожидать, дипольные моменты молекул водорода и азота равны нулю; молекулы этих веществ совершенно симметричны и следовательно, электрические заряды в них распределены равномерно.

Отсутствие полярности у двуокиси углерода и у сероуглерода показывает, что их молекулы также построены симметрично. Строение молекул этих веществ схематически изображено на рис. 2.

Несколько неожиданным является наличие довольно большого дипольного момента у воды. Так как формула воды аналогична формулам двуокиси углерода и сероуглерода, то следовало ожидать, что её молекулы будут построены так же симметрично, как и молекулы CS₂ и СО₂.

Рис. 3. Схема строения молекулы воды.

Почему молекула воды полярная

Ввиду экспериментально установленной полярности молекул воды (полярности молекул) это предположение приходится отбросить.

В настоящее время молекуле воды приписывают несимметричное строение (рис. 3): два атома водорода соединены с атомом кислорода так, что их связи образуют угол около 105°.

Аналогичное расположение атомных ядер имеется и в других молекулах такого же типа (H₂S, SO₂), обладающих дипольными моментами.

Полярностью молекул воды объясняются многие ее физические свойства.

Статья на тему Полярные и неполярные молекулы

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник

Полярные и неполярные молекулы – две группы, на которые подразделяются все диэлектрики.

Полярные по-другому называются дипольными. А неполярные являются нейтральными или бездипольными.

Что такое полярность в химии

Полярность – свойство, показывающее изменение распределения электронной плотности около ядер, если сравнивать с изначальным ее распределением в образующих данную связь нейтральных частицах.

Поляризуемость — способность поляризоваться под воздействием электрического поля.

Мерой полярности называется электрический момент диполя. В нейтральных соединениях он равен нулю. Его значение зависит от разности электроотрицательностей элементов.

Длина диполя — расстояние между его полюсами. Данная характеристика также влияет на степень полярности.

Любое соединение состоит из ядра (положительные частицы) и электронов (отрицательные частицы). И положительные, и отрицательные частицы имеют свой электрический центр тяжести.

Если центры тяжести частиц совпадают, то соединение считается неполярным. Если же полюса не накладываются друг на друга, то в этом случае речь идет о дипольной связи.

Примеры полярных молекул

Эта связь образуется, если вещество состоит из атомов разных элементов и ассиметрична (имеются неспаренные электроны). Такие соединения имеют угловую, изогнутую геометрическую форму.

Примеры неполярных молекул

Эта связь также может встречаться в соединениях, состоящих из атомов разных элементов и при этом являющихся симметричными (линейные, тетраэдрические и т. д.). Такими веществами являются: BeH₂, BF₃, CH₄, CO₂(углекислый газ) и SO_3.

При нейтральной связи электронное облако равномерно распределяется между ядрами всех атомов данного вещества. Поэтому ядра действуют на него в равной мере.

Как определить полярность молекулы и от чего она зависит

Чтобы определить, является ковалентная связь дипольной или нет, необходимо посмотреть на химическую формулу вещества.

Если молекула состоит из атомов одного и того же вещества, то она в любом случае нейтральна.

Если же молекулярное строение является сложным, то речь может идти как о полярной, так и неполярной ковалентной связи. Это зависит от геометрической формы.

Источник

Химическая полярность

Полярные молекулы должны содержать полярные связи из-за разницы в электроотрицательности между связанными атомами. Полярная молекула с двумя или более полярными связями должна иметь асимметричную геометрию по крайней мере в одном направлении, чтобы диполи связи не компенсировали друг друга.

Классификация

Полярность связи обычно делится на три группы, которые основаны на разнице в электроотрицательности между двумя связанными атомами. По шкале Полинга :

Полинг основал эту схему классификации на частичном ионном характере связи, который является приблизительной функцией разницы в электроотрицательности между двумя связанными атомами. Он оценил, что разница в 1,7 соответствует 50% ионному характеру, так что большая разница соответствует связи, которая является преимущественно ионной. [3]

Хотя молекулы можно описать как «полярные ковалентные», «неполярные ковалентные» или «ионные», это часто относительный термин, когда одна молекула просто более полярна или более неполярна, чем другая. Однако для таких молекул характерны следующие свойства.

Полярные молекулы

Полярная молекула имеет чистый диполь в результате противоположных зарядов (т.е. имеющих частичные положительные и частичные отрицательные заряды) от полярных связей, расположенных асимметрично. Вода (H ₂ O) является примером полярной молекулы, поскольку она имеет небольшой положительный заряд с одной стороны и небольшой отрицательный заряд с другой. Диполи не компенсируются, в результате чего получается чистый диполь. Из-за полярной природы самой молекулы воды другие полярные молекулы обычно могут растворяться в воде. Дипольный момент воды зависит от ее состояния. В газовой фазе дипольный момент составляет ≈ 1,86 Дебая (Д), [5], тогда как жидкая вода (≈ 2,95 Д) [6] и лед (≈ 3,09 Д) [7] выше из-за различных сред с водородными связями. Другие примеры включают сахара (например, сахарозу ), которые имеют много полярных кислородно-водородных (-ОН) групп и в целом очень полярны.

Если дипольные моменты связи молекулы не сокращаются, молекула полярна. Например, молекула воды (H ₂ O) содержит две полярные связи O-H в изогнутой (нелинейной) геометрии. Дипольные моменты связи не отменяются, так что молекула образует молекулярный диполь с отрицательным полюсом у кислорода и положительным полюсом на полпути между двумя атомами водорода. На рисунке каждая связь соединяет центральный атом O с отрицательным зарядом (красный) с атомом H с положительным зарядом (синий).

Неполярные молекулы

Молекула может быть неполярной либо при равном распределении электронов между двумя атомами двухатомной молекулы, либо из-за симметричного расположения полярных связей в более сложной молекуле. Например, трифторид бора (BF ₃ ) имеет тригонально-планарное расположение трех полярных связей под углом 120 °. Это не приводит к общему диполю в молекуле.

Углекислый газ (CO ₂ ) имеет две полярные связи C = O, но геометрия CO ₂ является линейной, так что два дипольных момента связи сокращаются и нет суммарного молекулярного дипольного момента; молекула неполярна.

В молекуле метана (CH ₄ ) четыре связи C − H расположены тетраэдрически вокруг атома углерода. Каждая связь имеет полярность (хотя и не очень прочную). Связи расположены симметрично, поэтому в молекуле нет полного диполя. Молекула двухатомного кислорода (O ₂ ) не имеет полярности в ковалентной связи из-за равной электроотрицательности, следовательно, в молекуле нет полярности.

Амфифильные молекулы

Большие молекулы, которые имеют один конец с присоединенными полярными группами, а другой конец с неполярными группами, описываются как амфифильные или амфифильные молекулы. Они являются хорошими поверхностно-активными веществами и могут способствовать образованию стабильных эмульсий или смесей воды и жиров. Поверхностно-активные вещества уменьшают межфазное натяжение между маслом и водой за счет адсорбции на границе раздела жидкость-жидкость.

Вопреки распространенному заблуждению, электрическое отклонение струи воды от заряженного объекта не зависит от полярности. Отклонение происходит из-за электрически заряженных капель в потоке, который индуцирует заряженный объект. Поток воды также можно отклонить в однородном электрическом поле, которое не может воздействовать на полярные молекулы. Кроме того, после того, как поток воды заземлен, его больше нельзя отклонить. Слабый прогиб возможен даже для неполярных жидкостей. [8]

Источник

Полярная молекула – определение и примеры

Определение полярной молекулы

Полярный молекула это химическое вещество вид в котором распределение электронов между ковалентно связанными атомами не является четным. Полярность – это описание того, насколько различны электрические полюсы молекулы. Если они сильно различаются, можно сказать, что этот вид является высокополярной молекулой. Некоторые химические вещества, такие как цепочки углеродных молекул, имеют одинаковые общие электроны и, как говорят, являются неполярными молекулами. Как правило, обозначение того, является ли молекула полярной или неполярной, происходит от суммы всех ее связей, рассматриваемых вместе. Каждый атом обладает определенной электроотрицательностью. При связывании с другим атомом атом с более высокой электроотрицательностью будет стремиться привлечь больше электронов. Если разница не велика, образуется неполярная связь. Если разница значительна, образуется полярная связь, и один атом притягивает больше электронов. В более экстремальных случаях атом с большей электроотрицательностью лишит электроны первого атома и не разделит их вообще. Это создает ионную связь, которая является просто притяжением между двумя видами атомов, которые являются положительными и отрицательными. Поскольку они не разделяют электроны, никакая физическая связь не связывает эти виды, и они считаются ионами в матрице, а не полярными молекулами.

Примеры полярной молекулы

Наиболее важной полярной молекулой на Земле является вода. Как видно на изображении ниже, вода является полярной молекулой из-за сильной электроотрицательности атома кислорода. Это выталкивает большинство электронов на сторону молекулы, где присутствует кислород, создавая крайне отрицательную область. Другая сторона молекулы становится более положительной, благодаря протонам атомов водорода. Полярность этой молекулы может создать огромное количество реакций в окружающей среде. Он может растворять ионы и другие полярные молекулы и создавать временные водородные связи с другими молекулами воды. Поскольку вода является полярной молекулой, которая может взаимодействовать с другими молекулами воды, она создает более устойчивую структуру. Это позволяет воде иметь высокую теплоемкость или способность сохранять энергию тепла в этих связях. Хотя для нагревания воды требуется много энергии, она также дольше остается теплой, чем большинство жидкостей. Это одна из причин, по которым жизнь возможна на Земле, потому что вода может переносить тепло в те области самолета, которые получают мало солнечной энергии.

аммоний

Другой простой полярной молекулой является аммиак. химическая формула аммиака является NH3, и это можно увидеть структурно на изображении ниже. Атом азота, как и кислород в воде, является гораздо более электроотрицательным, чем присоединенные атомы водорода. Это вызывает неравномерное распределение электронов и делает аммиак полярной молекулой. Аммиак, хотя и используется в качестве чистящего средства, встречается в природе как отходы. Рыба и другие водные животные непосредственно рассеивают аммиак, а наземные животные часто превращают его в мочевину и другие, менее токсичные формы. Поскольку аммиак является полярной молекулой, он может растворяться водой. Поскольку аммиак является побочным продуктом распада и образования белков и веществ организма, большинство выделительных систем полагаются на воду, чтобы вымывать аммиак из организма.

викторина

1. Когда натрий (Na) и хлор (Cl) объединяются, сильно электроотрицательный хлор отбирает все электроны у натрия. Эти два затем существуют в матрице, причем высоко положительные ионы Na + притягиваются к отрицательным ионам Cl–. Какой это тип молекулы?A. Полярная МолекулаB. Неполярная молекулаC. Не молекула

Ответ на вопрос № 1

С верно. Это не молекула. Молекула требует ковалентных связей, которые разделяют электроны между атомами. Эти ионы, которые существуют в плотной матрице из-за их притяжения друг к другу, могут быть легко разделены полярной растворитель такие как вода. Молекула, с другой стороны, может быть распределена растворителем, но имеет гораздо более прочные связи между атомами, созданными совместным использованием электронов.

2. Следующие элементы имеют соответствующую электроотрицательность: Кислород: 3.44Хлор: 3.16 Водород: 2.2Какое из следующих веществ является наиболее полярной молекулой?A. HClB. H2OC. O2

Ответ на вопрос № 2

В верно. Вода является наиболее полярной молекулой, потому что связь между кислородом и водородом имеет наибольшее различие среди перечисленных атомов. Хотя с кислородом связаны два атома водорода, это не уменьшает электроотрицательность кислорода, но кислород несправедливо разделяет наборы электронов от обоих атомов водорода, делая его еще более полярным. Связь HCl также полярна, но не так сильно, как вода. Кислород как молекула, или O2, не является полярной молекулой, потому что электроотрицательности одинаковы. Однако, поскольку электроотрицательности так высоки, диоксид кислорода может образовывать водородные связи с молекулами воды, позволяя ему транспортироваться по всему организму.

3. Как обсуждалось в статье, аммиак – это полярная молекула, образующаяся в виде отходов. Почему рыба продолжает производить аммиак, а наземные организмы перешли на менее токсичные виды отходов?A. Рыбы менее развиты, чем наземные организмы.B. Земные организмы нуждались в неполярной молекуле.C. Наземные организмы нуждаются в сохранении воды.

Ответ на вопрос № 3

С верно. Говорить, что любое животное эволюционирует больше, чем другие, глупо, потому что все живые сегодня организмы развивались в течение одного и того же периода времени, и многие из них имеют общих предков. Причина, по которой рыбы никогда не эволюционировали, чтобы сконцентрировать свой аммиак, заключалась в том, что у них было неограниченное количество воды. Наземные организмы, с другой стороны, имеют ограниченный запас воды и не могут постоянно вымывать из организма аммиак. Вместо этого аммиак концентрируется в другую полярную молекулу, но гораздо большую. Таким образом, меньше воды используется для удаления каждой молекулы отходов, и вода сохраняется.

Источник