De twee hoofdklassen van moleculen zijn polaire moleculen en apolaire moleculen. Sommige moleculen zijn duidelijk polair of niet-polair, terwijl velen een zekere polariteit hebben en ergens tussenin vallen. Hier is een blik op wat polair en niet-polair betekenen, hoe te voorspellen of een molecuul het een of het ander zal zijn, en voorbeelden van representatieve verbindingen.
Belangrijkste afhaalrestaurants: polair en niet-polair
- In de chemie verwijst polariteit naar de verdeling van elektrische lading rond atomen, chemische groepen of moleculen.
- Polaire moleculen komen voor wanneer er een elektronegativiteitsverschil is tussen de gebonden atomen.
- Niet-polaire moleculen komen voor wanneer elektronen gelijk worden verdeeld tussen atomen van een diatomair molecuul of wanneer polaire bindingen in een groter molecuul elkaar opheffen.
Polaire moleculen
Polaire moleculen komen voor wanneer twee atomen elektronen niet gelijk delen in een covalente band. EEN dipool vormen, waarbij een deel van het molecuul een lichte positieve lading heeft en het andere deel een lichte negatieve lading. Dit gebeurt wanneer er een verschil is tussen
de elektronegativiteit van elk atoom. Een extreem verschil vormt een ionische binding, terwijl een kleiner verschil een polaire covalente binding vormt. Gelukkig kan dat zoek elektronegativiteit op op een tafel om te voorspellen of atomen zich al dan niet zullen vormen polaire covalente bindingen. Als het elektronegativiteitsverschil tussen de twee atomen tussen 0,5 en 2,0 ligt, vormen de atomen een polaire covalente binding. Als het verschil in elektronegativiteit tussen de atomen groter is dan 2.0, is de binding ionisch. Ionische bestanddelen zijn extreem polaire moleculen.Voorbeelden van polaire moleculen zijn:
- Water - H2O
- Ammoniak - NH3
- Zwaveldioxide - SO2
- Waterstofsulfide - H2S
- Ethanol - C2H6O
Merk op dat ionische verbindingen, zoals natriumchloride (NaCl), polair zijn. Wanneer mensen echter spreken over "polaire moleculen", bedoelen ze meestal "polaire covalente moleculen" en niet alle soorten verbindingen met polariteit!
Apolaire moleculen
Wanneer moleculen elektronen gelijkelijk delen in een covalente binding, is er geen netto elektrische lading over het molecuul. In een niet-polaire covalente binding zijn de elektronen gelijkmatig verdeeld. Je kunt voorspellen dat niet-polaire moleculen zich vormen wanneer atomen dezelfde of vergelijkbare elektronegativiteit hebben. Over het algemeen geldt dat als het elektronegativiteitsverschil tussen twee atomen kleiner is dan 0,5, de binding dat wel is beschouwd als niet-polair, hoewel de enige echt niet-polaire moleculen die zijn gevormd met identiek atomen.
Niet-polaire moleculen vormen zich ook wanneer atomen een delen polaire binding zorg ervoor dat de elektrische ladingen elkaar opheffen.
Voorbeelden van niet-polaire moleculen zijn:
- Elk van de nobele gassen: hij, Ne, Ar, Kr, Xe (dit zijn atomen, technisch gezien geen moleculen.)
- Elk van de homonucleaire diatomaire elementen: H2, N2, O2Cl2 (Dit zijn echt niet-polaire moleculen.)
- Kooldioxide - CO2
- Benzeen - C6H6
- Koolstoftetrachloride - CCl4
- Methaan - CH4
- Ethyleen - C2H4
- Koolwaterstofvloeistoffen, zoals benzine en tolueen
- De meeste organische moleculen
Polariteit en mengoplossingen
Als je de polariteit van moleculen kent, kun je voorspellen of ze al dan niet met elkaar vermengen tot chemische oplossingen. De algemene regel is dat "like lost like" oplost, wat betekent dat polaire moleculen zullen oplossen in andere polaire vloeistoffen en niet-polaire moleculen zullen oplossen in niet-polaire vloeistoffen. Daarom mengen olie en water niet: olie is niet-polair, terwijl water polair is.
Het is handig om te weten welke verbindingen tussen polair en niet-polair zijn, omdat je ze als tussenproduct kunt gebruiken om een chemische stof op te lossen in een chemische stof waarmee hij anders niet zou mengen. Als u bijvoorbeeld een ionische verbinding of polaire verbinding in een organisch oplosmiddel wilt mengen, kunt u deze mogelijk oplossen in ethanol (polair, maar niet veel). Vervolgens kunt u de ethanoloplossing oplossen in een organisch oplosmiddel, zoals xyleen.
Bronnen
- Ingold, C. K.; Ingold, E. H. (1926). "De aard van het wisselend effect in koolstofketens. Deel V. Een bespreking van aromatische substitutie met speciale verwijzing naar respectieve rollen van polaire en niet-polaire dissociatie; en een verdere studie van de efficiëntie van de relatieve richtlijn van zuurstof en stikstof ". J. Chem. Soc.: 1310–1328. doi:10.1039 / jr9262901310
- Pauling, L. (1960). De aard van de chemische binding (3e ed.). Oxford Universiteit krant. pp. 98–100. ISBN 0801403332.
- Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edward; Williams, Peter (1,2000 november). "Elektrische afbuiging van polaire vloeistofstromen: een verkeerd begrepen demonstratie". Journal of Chemical Education. 77 (11): 1520. doi:10.1021 / ed077p1520