Beispiele für polare und unpolare Moleküle

Die beiden Hauptklassen von Molekülen sind polare Moleküle und unpolare Moleküle. Einige Moleküle sind eindeutig polar oder unpolar, während viele eine gewisse Polarität aufweisen und irgendwo dazwischen liegen. Hier sehen Sie, was polar und unpolar bedeuten, wie Sie vorhersagen können, ob ein Molekül das eine oder das andere sein wird, und Beispiele für repräsentative Verbindungen.

Key Takeaways: Polar und unpolar

• In der Chemie bezieht sich Polarität auf die Verteilung der elektrischen Ladung um Atome, chemische Gruppen oder Moleküle.
• Polare Moleküle treten auf, wenn zwischen den gebundenen Atomen ein Elektronegativitätsunterschied besteht.
• Nichtpolare Moleküle entstehen, wenn die Elektronen zwischen den Atomen eines zweiatomigen Moleküls gleich sind oder wenn sich polare Bindungen in einem größeren Molekül gegenseitig aufheben.

Polare Moleküle

Polare Moleküle entstehen, wenn zwei Atome Elektronen in einer kovalenten Bindung nicht gleichmäßig teilen. Es bildet sich ein Dipol, wobei ein Teil des Moleküls eine geringfügig positive Ladung und der andere Teil eine geringfügig negative Ladung trägt. Dies passiert, wenn es einen Unterschied zwischen der Elektronegativität jedes Atoms gibt. Ein extremer Unterschied bildet eine Ionenbindung, während ein geringerer Unterschied eine polare kovalente Bindung bildet. Glücklicherweise können Sie die Elektronegativität in einer Tabelle nachschlagen, um vorherzusagen, ob Atome wahrscheinlich polare kovalente Bindungen bilden. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen den beiden Atomen zwischen 0,5 und 2,0 liegt, bilden die Atome eine polare kovalente Bindung. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen den Atomen größer als 2,0 ist, ist die Bindung ionisch. Ionenverbindungen sind extrem polare Moleküle.

Beispiele für polare Moleküle sind:

• Wasser - H₂Ö
• Ammoniak - NH₃
• Schwefeldioxid - SO₂
• Schwefelwasserstoff - H₂S
• Ethanol - C₂H₆Ö

Beachten Sie, dass ionische Verbindungen wie Natriumchlorid (NaCl) polar sind. Wenn man jedoch von "polaren Molekülen" spricht, bedeutet dies meistens "polare kovalente Moleküle" und nicht alle Arten von Verbindungen mit Polarität!

Unpolare Moleküle

Wenn Moleküle Elektronen in einer kovalenten Bindung gleichmäßig teilen, gibt es keine elektrische Nettoladung über das Molekül. Bei einer unpolaren kovalenten Bindung sind die Elektronen gleichmäßig verteilt. Sie können vorhersagen, dass sich unpolare Moleküle bilden, wenn Atome die gleiche oder eine ähnliche Elektronegativität aufweisen. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen zwei Atomen weniger als 0,5 beträgt, wird die Bindung im Allgemeinen als unpolar angesehen, obwohl die einzigen wirklich unpolaren Moleküle solche sind, die mit identischen Atomen gebildet wurden.

Unpolare Moleküle bilden sich auch, wenn Atome, die sich eine polare Bindung teilen, so angeordnet sind, dass sich die elektrischen Ladungen gegenseitig aufheben.

Beispiele für unpolare Moleküle sind:

• Alle Edelgase: He, Ne, Ar, Kr, Xe (Dies sind Atome, technisch gesehen keine Moleküle.)
• Jedes der zweiatomigen homonuklearen Elemente: H₂, N₂, Ö₂, Cl₂ (Dies sind wirklich unpolare Moleküle.)
• Kohlendioxid - CO₂
• Benzol - C₆H₆
• Tetrachlorkohlenstoff - CCl₄
• Methan - CH₄
• Ethylen - C₂H₄
• Kohlenwasserstoffflüssigkeiten wie Benzin und Toluol
• Die meisten organischen Moleküle

Polaritäts- und Mischlösungen

Wenn Sie die Polarität von Molekülen kennen, können Sie vorhersagen, ob sie sich zu chemischen Lösungen vermischen oder nicht. Die allgemeine Regel ist, dass sich "Gleiches wie" auflöst, was bedeutet, dass sich polare Moleküle in andere polare Flüssigkeiten und unpolare Moleküle in unpolare Flüssigkeiten auflösen. Deshalb mischen sich Öl und Wasser nicht: Öl ist unpolar, während Wasser polar ist.

Es ist hilfreich zu wissen, welche Verbindungen zwischen polar und unpolar liegen, da Sie sie als Zwischenprodukt verwenden können, um eine Chemikalie in eine zu lösen, mit der sie sich sonst nicht mischen würde. Wenn Sie beispielsweise eine ionische Verbindung oder eine polare Verbindung in einem organischen Lösungsmittel mischen möchten, können Sie sie möglicherweise in Ethanol (polar, aber nicht in großen Mengen) lösen. Anschließend können Sie die Ethanollösung in einem organischen Lösungsmittel wie Xylol lösen.

Quellen

• Ingold, C. K .; Ingold, E. H. (1926). "Die Natur des alternierenden Effekts in Kohlenstoffketten. Teil V. Eine Diskussion der aromatischen Substitution unter besonderer Berücksichtigung der jeweiligen Rollen der polaren und unpolaren Dissoziation; und eine weitere Untersuchung der relativen Wirkungsgrade von Sauerstoff und Stickstoff". J. Chem. Soc.: 1310-1328. doi: 10.1039 / jr9262901310
• Pauling, L. (1960). Die Natur der chemischen Bindung (3. Aufl.). Oxford University Press. S. 98-100. ISBN 0801403332.
• Ziaei-Moayyed, Maryam; Goodman, Edward; Williams, Peter (1. November 2000). "Elektrische Ablenkung polarer Flüssigkeitsströme: Eine missverstandene Demonstration". Journal of Chemical Education. 77 (11): 1520. doi: 10,1021 / ed077p1520