Polaritás (kémia)

A kémiában a polaritás a töltéseltolódások miatt az atomcsoportokban különálló töltőközpontok kialakulását jelenti ; ennek következtében az atomcsoportok már nem elektromosan semlegesek.

Az elektromos dipólusnyomaték a molekula polaritásának mértéke, és meghatározza az anyag oldhatóságát vagy oldószerként való képességét :

• A poláris anyagok általában könnyen oldódnak poláris oldószerekben, de rosszul a nem poláros oldószerekben.
• Ezzel szemben a nem poláris anyagok nem poláris oldószerekben (például hexánban ) vagy más folyékony szénhidrogénekben ("benzin") oldódnak, de poláris oldószerekben rosszul oldódnak.

A középkori alkímia egyik tétele a következő volt: "Similia similibus solvuntur" (latinul: "A hasonló hasonlóban oldódik").

Adódóan ionos szerkezetet , sok sók vannak könnyen oldódik a poláros oldószerben a víz , de nem poláris anyagok, így például zsírok vagy viaszok nem. Sok aroma és illatanyag szintén nem oldódik vízben, de könnyen oldódik olajban vagy etanolban . Az alkohol ezért sok alacsony zsírtartalmú élelmiszer összetevőjeként szerepel.

Poláris szövetek

A poláris anyagok poláris molekulákból állnak, amelyeket állandó elektromos dipólusnyomaték jellemez.

A poláris anyagok jól oldódnak poláris oldószerekben - például a vízben lévő sók esetében. Minél hasonlóbbak a kölcsönhatási erők az oldószer részecskéi és az oldott anyag részecskéi között, annál jobb az oldhatóság.

Ha az elektronegativitás (ΔEN) különbsége kellően nagy , akkor a kötő elektronok szinte teljesen átmehetnek az egyik kötőpartnerről a másikra. Két ion marad , amelyek csak vonzzák egymást az irányítatlan elektrosztatikus Coulomb -erő hatására . Az ionok, így minden só is alapvetően poláris töltéshordozó.

Egy egész molekula polaritását poláris atomkötések , vagy extrém esetekben ionos kötések okozzák . A poláris kötéseket a kötőelektronok egyenetlen eloszlása ​​jellemzi a kötőpartnerek között. Ha különböző elektronegativitású atomok csatlakoznak , ez a kötés ilyen polarizációját eredményezheti. Ha egy molekulában csak polarizált atomkötések vannak, akkor a kötések egyes dipólmomentumai vektorosan összeadódnak, hogy teljes dipólusmomentumot hozzanak létre. Ha ez a szimmetria miatt nulla, akkor az anyag nem poláris (példa: szén-dioxid, CO ₂ ). Ha azonban a nullától eltérő állandó dipólusmomentum van, akkor a molekula poláris (példa: vízmolekula ). A teljes dipólusmomentum méretétől függően az anyag többé -kevésbé poláris. A különbség tehát rendkívül polárisról teljesen polárosra megy. Az oldószerek polaritásuk alapján elutróp sorozatba vannak rendezve.

Polaritás megfordítása: a klór -metán (balra) és a Grignard -vegyület metil -magnézium -klorid polaritása

A szerves kémiában a poláris atomkötések fontos szerepet játszanak egy molekula reaktivitásának minőségi értékelésében . Halogén -alkánban (példa: klór -metán) z. B. a δ− részleges töltést a szénatomhoz kovalensen kötött klóratomhoz, a δ + részleges töltést a metilcsoport szénatomjához rendelte. Behelyettesítve klórmetán magnéziummal, így a megfelelő Grignard-vegyület, CH ₃ MgCI, hogy, akkor fordul elő Umpolung egy: A szénatom a metil-csoport most már részleges töltés δ-. A szerves anyagok polaritását figyelembe véve jelentős következményekkel jár a reakcióképességük.

Poláris anyagok: víz , sók , cukor , üveg

Nem poláris anyagok

A nem poláris vagy nem poláris molekulának viszont nincs állandó dipólusmomentuma.

A nem poláris anyagok jól oldódnak nem poláros oldószerekben (szerves anyagok benzolban vagy éterben ). Minél hasonlóbbak a kölcsönhatási erők az oldószer részecskéi és az oldott anyag részecskéi között, annál jobb az oldhatóság.

Nem poláris anyagok: benzin , szén-tetraklorid , viasz , zsír , alkánok , alkének , alkinek

A polaritás meghatározása

Kísérlet a víz állandó elektromos dipólusmomentumának bizonyítására

Az egyik betölti a z. B. nyissa ki elektromos műanyag fésűt száraz haj fésülésével vagy gyapjú pulóver dörzsölésével. Most hagyja, hogy egy csapból nagyon vékony sugár folyjon, csak hogy ne szakadjon le és ne csöpögjön. Amikor a gerincet a vízsugárhoz közelítik, akkor a gerinc felé terelődik. (Amikor a vízsugár megérinti a gerincet, lemerül, és már nem vonzza a vízsugarat.)
A koncentrikus elektromos mezőben, amely körülveszi a töltött gerincet, a vízmolekulák dipólusai úgy igazodnak, hogy a gerinc felé mutatnak. Mivel a térerősség csökken a fésűtől való távolsággal, valamivel nagyobb vonzóerő hat a molekula végére, amely közelebb van a fésűhöz, mint a taszító erő, amely a távolabbi molekula végére hat. Egy kis erő marad a különbségben, amely vonzza a vízmolekulákat és eltéríti a vízsugarat.

Elektronegativitás

Annak meghatározásához, hogy egy vegyület nem poláris, poláris vagy akár ionos kötés, használhatjuk az elektronegativitási különbséget . Ez az érintett atomok elektronegativitási értékeinek különbsége. Ennek az osztályozásnak az irányadó értékei az alábbi táblázatban láthatók. ${\ displaystyle \ Delta EN}$

Itt azonban figyelembe kell venni, hogy a töltéssel elkülönített mezomer határérték képletek súlya nem elhanyagolható. A körülbelül 1-es elektronegativitási különbség ellenére a szén-monoxid szinte poláris gáz, amely csak -140 ° C alatti nyomáson cseppfolyósítható.

Irányértékek a kötés polaritásának osztályozásához

${\ displaystyle \ Delta EN}$	Kötés típusa	A kötés jellemzői
0.0	nem poláris kötés	Az elektronpárokat minden atom egyformán feszül, így nem keletkeznek töltésközpontok.
0,1 ... 0,4	gyenge poláris kötés	Az egyik atom kissé erősebb terhet ró az elektronpárokra, mint a másik.
0,4 ... 1,7	erősen poláris kötés	Az egyik atom sokkal nagyobb terhet ró az elektronpárokra, mint a másik.
> 1.7	Ionos kötés	Nincsenek közös elektronpárok; Vagyis ionok képződnek

Lásd még

• A kötés típusai