Kemiassa atomien väliset kovalenttiset sidokset voidaan luokitella polaarisiin tai ei-polaarisiin sen mukaan, kuinka niiden yhteiset elektronit jakautuvat kahden elementin välillä, joita ne pitävät yhdessä.
Polaarinen vs ei-polaarinen
Erona on, että polaarisella sidoksella on epätasainen elektronien jakautuminen kahden sitoutuneen atomin välillä, kun taas ei-polaarisessa sidoksessa elektronit jakautuvat tasaisesti. Sen, onko kahden atomin välinen sidos polaarinen vai ei-polaarinen, määrää elementtien elektronegatiivisuuden eron aste (tunnetaan nimellä X), joka voidaan selittää jaetun elektronin vetovoiman intensiteetillä tiettyyn elementtiin.
Polaarisia ja ei-polaarisia kovalenttisia sidoksia, jotka viittaavat siihen, miten yksittäiset atomit liittyvät toisiinsa, ei pidä sekoittaa polaarisiin ja ei-polaarisiin molekyyleihin, jotka voivat mahdollisesti koostua monista erilaisista atomeista ja sidoksista, sekä polaarisista että ei-polaarisista.
Polaaristen ja ei-polaaristen joukkovelkakirjojen vertailutaulukko (taulukkomuodossa)
| Vertailuparametri | Polaariset joukkovelkakirjat | Ei-polaariset joukkovelkakirjat |
|---|---|---|
| Sitoo kaksi samaa elementtiä | Ei | Joo |
| Elektronegatiivisuuden ero | 0.5-1.7 | 0-0.4 |
| Tuloksena oleva molekyylivaraus | Hieman negatiivinen toisessa päässä ja positiivinen toisessa | Neutraalisesti varautunut molekyyli |
| Tasainen elektronien jako | Ei | Joo |
| Kiehumis- ja sulamispisteet | Vaihteleva | Yleensä erittäin alhainen |
Mikä on Polar Bond?
Polaarinen sidos on kemiallinen yhdiste, joka yhdistää kaksi alkuainetta, joiden elektronegatiivisuuden ero on suurempi kuin 0,4 ja pienempi kuin 1,8.
Negatiivisesti varautuneet elektronit jaetaan kahden yhdistetyn atomin (tunnetaan molekyylinä) välillä, mutta elektronegatiivisuuden ero aiheuttaa sen, että kunkin atomin ytimien ympärillä kiertävät elektronit jakautuvat epätasaisesti näiden kahden välillä.
Elektronit jakautuvat ensisijaisesti korkeamman elektronegatiivisuuden omaavien atomin ytimien ympärille, esimerkiksi vesimolekyylissä, joka koostuu kahdesta vetyatomista (X = 2,2), jotka ovat kiinnittyneet yhden happiatomin puolelle (X = 3,44), jaetut elektronit, jotka muodostavat vesimolekyylin, viettävät pidemmän kokonaisajan kiertäessään happiatomien ytimiä.
Tässä tapauksessa happiatomin vetämien elektronien suurempi määrä johtaa siihen, että vesimolekyylin happipää on hieman negatiivisesti varautunut (tunnetaan dipolimomenttina) ja vetypäät ovat hieman positiivisesti varautuneita. Tämä tunnetaan polaarisena molekyylinä. On mielenkiintoista huomata, että polaariset kovalenttiset sidokset eivät aina johda polaarisen molekyylin muodostumiseen. Monissa tapauksissa tämä on totta, mutta riippuen atomien geometrisestä järjestelystä tietyssä molekyylissä, Erot tiettyjen polaaristen sidosten elektronegatiivisuudessa voivat päätyä kumoamaan toisensa. Yksi esimerkki tästä on hiilidioksidimolekyyli (CO2), joka sisältää happimolekyylin kiinnittyneenä hiilimolekyylin molempiin päihin. Lineaarinen järjestely johtaa negatiivisiin varauksiin. molekyylin kummassakin päässä on yhtä suuri, ja vaikka molekyylin keskellä oleva hiiliatomi on positiivisesti varautunut, yhdessä ei-polaarisen molekyylin sisällä on kaksi polaarista sidosta.
Mikä on ei-polaarinen joukkovelkakirja?
Jos polaarinen sidos on sellainen, jossa jaetut elektronit ovat jakautuneet epätasaisesti kahden atomin välillä, on selvää, että kun elektronit jaetaan tasaisesti kahden atomin välillä, tuloksena oleva sidos tunnetaan ei-polaarisena.
Ei-polaaristen kovalenttisten sidosten elektronegatiivisuuden eron on oltava välillä 0-0,4, jotta negatiivisesti varautuneet elektronit jakautuvat tasaisesti (tai hyvin lähellä tasaisesti) kahden atomin välillä, koska kummaltakaan atomilta puuttuu sähkömagneettinen "veto". tällaisia ei-polaarisia kovalenttisia sidoksia syntyy yleensä, kun tietyn alkuaineen atomi liittyy toiseen identtiseen alkuaineeseen, esimerkiksi O2 (happi), H2 (divety) ja O3 (otsoni). Näitä sidoksia pidetään erittäin vahvoina sidoksina ja katkaiseminen vaatii suuria määriä energiaa. Näin ei kuitenkaan aina ole. Hiili (X= 2,55) ja vety (X= 2,2) löytyvät sitoutuneina yhteen valtavasta määrästä orgaanisia yhdisteitä, ja elektronegatiivisuuden pienen eron (0,35) vuoksi sitä pidetään edelleen ei-polaarisena sidoksena. ovat erittäin tärkeitä biologiassa. Elävyyttä antavat hapen ja otsonin molekyylit ovat molemmat mahdollisia ei-polaaristen sidosten ansiosta. Jopa omassa kehossamme on aminohappopeptidijonoja, jotka liittyvät yhteen ei-polaarisilla sidoksilla ja auttavat muodostamaan DNA:ta.
Tärkeimmät erot polaaristen ja ei-polaaristen joukkovelkakirjojen välillä
- Polaarisissa sidoksissa elektronit assosioituvat ensisijaisesti alkuaineeseen, jolla on suurempi elektronegatiivisuus, mutta ei-polaariset sidokset ovat elementtien välillä, joilla on samat tai hyvin samankaltaiset X-arvot, ja siksi niissä on yhtäläinen elektronien jakautuminen sidoksen kummallakin puolella..
- Kun elektronit ovat jakautuneet epätasaisesti polaarisessa sidoksessa, syntyy niin kutsuttu dipolimomentti, mikä johtaa pieneen eroon sitoutuneiden atomien kahden pään välillä. Dipolimomenttia ei kuitenkaan esiinny ei-polaarisissa sidoksissa.
- Polaarisen sidoksen dipolimomentin jälkeen korkeamman elektronegatiivisuuden omaava atomi saa hieman negatiivisen varauksen suuremman elektronimääränsä vuoksi, jolloin toinen pää jää hieman positiiviseksi verrattuna.
- Tätä voidaan verrata ei-polaarisiin sidoksiin, joissa meillä on nolla tai mitätön varausero johtuen elektronien tasaisesta jakautumisesta sitoutuneiden elementtien välillä.
- Ei-polaarisia sidoksia esiintyy normaalisti elementtien välillä, jotka ovat joko identtisiä tai erittäin elektronegatiivisesti samanlaisia, mikä tarkoittaa, että ne ovat erittäin vaikeita ja vaativat paljon energiaa erottaakseen, mutta erillisten elementtien väliset polaariset sidokset on yleensä helpompi rikkoa.
Johtopäätös
Tapa, jolla jaetut elektronit liikkuvat eri atomien välillä, vaikuttaa suoraan siihen, onko sidos joko polaarinen tai ei-polaarinen, ja se myötävaikuttaa tuloksena olevan molekyylin sähkövarauksen luonteeseen. Polaariset sidokset johtavat elektronien nettolisääntymiseen läsnäolo elementin ympärillä, jolla on korkeampi elektronegatiivisuus, kun taas ei-polaariset sidokset yhdistävät kaksi elementtiä, joilla on sama tai hyvin samanlainen elektronegatiivisuus, ja siksi niille on ominaista erittäin tasainen elektronien jakautuminen kahden atomin ytimien ympärillä.
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i160009a001
- https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4772647
