Ce este polaritatea?
Polaritatea este un termen folosit în electricitate, magnetism și semnalizare electronică. În chimie, polaritatea explică formarea legăturilor dintre atomi datorită partajării electronilor. Polar moleculele apar atunci când unul dintre atomi exercită o forță atractivă mai puternică asupra electronilor din legătură. De fapt, atomii sunt mai atrasi spre acel atom decat celalalt atom care duce la un mic dezechilibru de incarcare.
Cum determinăm polaritatea?
Determinarea polarității se face printr-un concept cunoscut sub numele de electronegativitate. Electronegativitatea este o modalitate de a exprima tendința unui atom de a atrage electroni într-o legătură chimică. Se calculează prin obținerea diferenței în negativitățile electronilor atomilor în cauză. Dacă diferența este între 0.4 și 1.7, atunci legătura este descrisă ca fiind polară. Dacă diferența este sub 0.4, atunci legătura este covalentă nepolară. Semnificația acestui lucru este că va exista împărțirea egală a electronilor între atomi. Dimpotrivă, dacă diferența este mai mare decât 1.7, atunci legătura conține un caracter ionic.
Este apa polară sau nepolară?
Apa este o moleculă polară, deoarece are o împărțire inegală a electronilor. Apa este scrisă chimic ca H2O înseamnă că este format din atomi de hidrogen și oxigen. Hidrogenul este numărul unu în tabelul periodic, în timp ce oxigenul este numărul 14. Ca rezultat, configurația oxigenului este 2.8.4, în timp ce cea a hidrogenului este 1. Când doi atomi de hidrogen se combină cu un atom de oxigen, doi din cei patru electroni din oxigen formează legătura puternică în apă. Efectul rezultat este că există o împărțire inegală a electronilor deoarece doi electroni rămân neutilizați. Capătul de hidrogen devine parțial pozitiv, în timp ce capătul de oxigen este parțial negativ. În plus, atomul de oxigen are o forță atractivă mai puternică, prin urmare atrăgând mai mulți atomi. Ulterior, apare un dezechilibru al sarcinii în moleculă. Pe lângă apă, fluorura de hidrogen este, de asemenea, o moleculă polară.
Spre deosebire de apă, moleculele nepolar apar în două cazuri. În primul rând, se poate datora partajării egale a electronilor între atomi. În al doilea rând, ar putea fi datorată aranjării simetrice a legăturilor polare într-o moleculă mai complexă, cum ar fi trifluorura de bor (BF3). Un fapt important care trebuie luat în considerare este că nu fiecare moleculă cu legături polare este o moleculă polară. Un exemplu al acestui scenariu este dioxidul de carbon (CO2). Dioxidul de carbon nu formează o moleculă nepolară, deoarece geometria sa este liniară. Cele două momente dipol se anulează unul pe altul, ducând la un moment dipol molecular net. Exemple de compuși nepolari sunt petrolul și benzina.
De ce este important polaritatea apei?
Polaritatea apei face apa o substanță specială deoarece contribuie la unele dintre caracteristicile unice ale apei. Caracteristicile unice includ densitatea, capacitatea sa de dizolvare a substanțelor și posesia unor legături puternice care leagă ferm moleculele. Aceste caracteristici ale apei îi permit să-și îndeplinească funcția de bază de a susține viața.
Abilitatea apei de a dizolva substanțele
Deoarece apa are atât încărcături pozitive, cât și ioni încărcați negativ, aceasta poate dizolva substanțe. De exemplu, sarea numită chimic de clorură de sodiu se dizolvă adesea în apă. Ce se întâmplă este faptul că capetele pozitiv încărcate ale moleculelor de apă atrag ionii de clor încărcați negativ. Pe de altă parte, capetele încărcate negativ atrag ionii pozitivi încărcați pozitiv. Sarea submersibilă în apă duce la separarea ionilor de clorură de sodiu de moleculele de apă. Prin urmare, sarea se dizolvă în apă.
Densitatea apei când este înghețată
Densitatea gheții este, în mod normal, mai mică decât cea a apei, rezultând în gheață plutitoare pe apă. Motivul pentru aceasta este că moleculele de apă din apa înghețată sunt mai îndepărtate, dar sunt ținute ferm una de cealaltă de legătura cu hidrogen. Prin urmare, temperaturile de răcire duc la creșterea densității apei, dar numai până la patru grade Celsius. După aceea, densitatea scade, iar când ajunge la zero grade sau mai jos, este mai ușoară decât apa. Apoi, gheața poate pluti în apă, susținând astfel viața marină.
Legături puternice în apă
Legăturile puternice care dețin molecule de apă împreună contribuie la caracteristicile sale fizice unice. Moleculele bine ținute au ca rezultat punctele de fierbere și de topire foarte ridicate ale apei.
