See võrdlus selgitab polaarsete ja mittepolaarsete molekulide vahelisi erinevusi ja sarnasusi keemias, keskendudes elektronjaotusele, molekuli kujule, dipoolmomendile, molekulidevahelistele jõududele, füüsikalistele omadustele ning tüüpilistele näidetele, et selgitada, kuidas polaarsus mõjutab keemilist käitumist.
Esiletused
Polaarsed molekulid on iseloomulikud ebaühtlase elektronjaotuse tõttu, mis tekitab osalisi laenguid.
Mittemolekulid on laenguga ja neil pole eristatavaid poolusi.
Molekuli kuju ja sümmeetria määravad, kas molekul on üldiselt polaarne.
Polaarsus mõjutab lahustuvust, keemistemperatuuri ja molekulidevahelisi jõude.
Mis on Polaarne molekul?
Molekul, millel on ebaühtlane laengujaotus, mis loob selged positiivse ja negatiivse otsa.
Molekul, millel on ebaühtlane elektronide jaotus.
Dipool: Omab netodipoolmomenti
Struktuur: sageli asümmeetrilise kujuga
Vahendused: Tugevamad molekulidevahelised jõud, nagu dipool-vahendused
Tüüpilised omadused: kõrgemad keemis- ja sulamistemperatuurid kui mittepolaarsetel ainetel
Mis on Mittpolarne molekul?
Molekul, millel on tasakaalustatud laengujaotus ega selgeid positiivse ega negatiivse laengu poolusi.
Molekuli, millel on ühtlane elektronide jaotus
Dipool: Neto dipoolmoment puudub
Struktuur: sageli sümmeetrilise kujuga
Väiksemad molekulidevahelised jõud, nagu Londoni dispersioonijõud
Tüüpilised omadused: madalamad keemis- ja sulamistemperatuurid kui polaarsetel ainetel
Võrdlustabel
Funktsioon
Polaarne molekul
Mittpolarne molekul
Laengu jaotumine
Osaliselt jaotunud elektronid tekitavad osalisi laenguid
Isegi osalislaenguta elektronid
Dipoolmoment
Olemasolev (nullist erinev)
Puudub (null)
Molekuli kuju
Sageli ebasümmeetriline
Sageli sümmeetrilised
Molekulaarjõud
Tugevamad vastasmõjud
Nõrgemad Londoni dispersioonijõud
Lahustuvuse käitumine
Polariseeruvate lahustitega seguneb
Seguneb mittepolraarsetega lahustitega
Tüüpilised keemistamis-/sulamistemperatuurid
Keskmiselt kõrgem
Keskmiselt madalam
Näited on mõned näited
Vesi, ammoniaak, etanool
Metaan, hapnik, süsinikdioksiid
Üksikasjalik võrdlus
Laeng jaotumine ja polaarsus
Polaarsed molekulid omavad ebavõrdset elektroni jagunemist aatomite vahel, mille tõttu üks piirkond on veidi positiivne ja teine veidi negatiivne. Vastupidiselt jagavad mittepolaarsed molekulid elektrone ühtlasemalt, mistõttu molekulil ei teki püsivaid positiivseid ega negatiivseid otsi.
Molekulaarvorm
Molekuli polaarsus ei sõltu ainult sidemetest, vaid ka molekuli üldisest kujust. Aatomite sümmeetriline paigutus võib üksikute sidemete polaarsused tasakaalustada, muutes molekuli mittepolaarseks isegi siis, kui see sisaldab polaarseid sidemeid. Asümmeetrilistes kujudes ei tasakaalustu ebavõrdne tõmme, jättes alles netodipoolmomendi.
Molekulidevahelised jõud
Polaarsed molekulid interakteeruvad tugevamate jõududega, nagu dipool-dipool-tõmbejõud ja vahel vesiniksidemed, mille ületamiseks on vaja rohkem energiat. Mittepolaarsed molekulid interakteeruvad peamiselt nõrgemate Londoni dispersioonijõududega, mis tekivad elektronide jaotuse ajutistest fluktuatsioonidest.
Füüsikalised omadused
Kuna polaarsed molekulid omavad tugevamaid tõmbejõude, vajavad nad üldiselt rohkem soojusenergiat eraldumiseks, mistõttu on nende keemis- ja sulamistemperatuurid sageli kõrgemad võrreldes sarnase suurusega mittepolaarsete molekulidega. Mittepolaarsed molekulid, millel on nõrgemad molekulidevahelised jõud, lähevad faasisiiretesse tavaliselt madalamatel temperatuuridel.
Lahustuvus ja keemiline käitumine
Polaarsed molekulid kalduvad ja interakteeruvad hästi teiste polaarsete ainetega tänu täiendavatele laenguinteraktsioonidele. Mittepolaarsed molekulid kalduvad pigem lahustuma mittepolaarsetes keskkondades. See printsiip, mida sageli väljendatakse lausega "sarnane lahustab sarnast", aitab ennustada, kuidas ained lahustes segunevad ja eralduvad.
Kui molekulil on polaarsed sidemed, peab see olema tervikuna polaarne.
Tõelisus
Molekul võib sisaldada polaarseid sidemeid, kuid olla siiski mittepolaarne, kui selle kuju on sümmeetriline, põhjustades üksikute sidemete dipoolmomentide omavahelist kustutamist, mille tulemusena puudub summaarne dipoolmoment.
Müüt
Mittpolarised molekulid ei kunagi interakteeru polaarsete ainetega.
Tõelisus
Mittpolarad molekulid võivad teatud tingimustel interakteeruda polaarsete ainetega, eriti siis, kui nendevahelist vastasmõju vahendavad molekulid, kuigi üldiselt segunevad nad kõige paremini teiste mittpolarsete ainetega.
Müüt
Kõik süsivesinikud on polaarsed, sest nad sisaldavad süsinikku ja vesinikku.
Tõelisus
Enamik lihtsaid süsivesinikke on mittepolaarsed, sest süsinikul ja vesinikul on sarnased elektronegatiivsused, mis viib võrdse elektronide jagunemiseni ja olulise laengueraldatuseta.
Müüt
Polaarsed molekulid lahustuvad alati vees.
Tõelisus
Kuigi paljud polaarsed molekulid vees lahustuvad, sõltub lahustuvus ka konkreetse struktuuri ja veega interaktsioonide moodustamise võimest; mitte iga polaarne molekul ei ole väga veeslahustuv.
Sageli küsitud küsimused
Milline kriteerium määrab, kas molekul on polaarne või mittepolaarne?
Molekuli polaarsus sõltub sellest, kuidas elektronid on jagatud aatomite vahel ning molekuli üldisest geomeetriast. Elektronide ebaühtlane jagunemine koos asümmeetrilise kujuga viib polaarse molekuli tekkeni, millel on selged osalised laengud, samas kui ühtlane jagunemine ja sümmeetria viivad mittepolaarse molekuli tekkeni ilma netodipoolita.
Kuidas mõjutab polaarsus molekuli keemistemperatuuri?
Polaarsed molekulid omavad üldjuhul kõrgemat keemistemperatuuri kui mittepolaarsed molekulid sarnase suurusega, sest nende dipoolmõjud ja võimalik vesiniksidestus vajavad rohkem energiat lõhkumiseks, aeglustades üleminekut vedelikust gaasiks.
Miks polearsed ja mittepolaarsed ained hästi omavahel segunemata?
Polaarsed molekulid tõmbuvad teineteise poole laenguerinevuste tõttu, samas mittepolaarsed molekulid tõmbuvad nõrgemate ajutiste jõudude kaudu; need erinevad vastastikmõjude tüübid muudavad energeetiliselt ebasoodsaks polaarsete ja mittepolaarsete ainete segunemise, selgitades, miks õli ja vesi eralduvad.
Kas sa molekul, millel on polaarsed sidemed, olla üldiselt mittepolaarne?
Jah, kui molekuli kuju on sümmeetriline, võivad üksikute polaarsete sidemete mõjud üksteist tasakaalustada, jättes molekulile ühtse dipoolmomendi puudumise ja muutes selle mittepolaarseks, hoolimata polaarsetest sidemetest.
Mis on dipoolmoment?
Dipoolmoment kirjeldab positiivse ja negatiivse laengu eraldumist molekulis. Nullist erinev dipoolmoment näitab molekulis poolusi ja seega polaarsust, samas kui nulliga võrdne dipoolmoment näitab tasakaalustatud laengut ja mittepolaarsust.
Kas on gaasid pigem polaarsed või mittepolaarsed?
Paljudel lihtsatel gaasil molekulidel, eriti homonukleaarsetel kaheaatomilistel molekulidel nagu hapnik ja lämmastik, on mittepolaarne iseloom, sest nende elektronid on võrdselt jaotunud. Mõned gaasid, millel on polaarsed sidemed ja asümmeetriline kuju, võivad aga olla polaarsed.
Kuidas sõltub lahusti valik molekuli polaarsusest?
Polaarsed lahustid kalduvad polaarseid lahuseid, sest toimuvad sarnased laengu vastasmõjud, samas kui mittepolaarsed lahustid lahustavad mittepolaarseid aineid sobivate molekulidevaheliste jõudude tõttu; seda iseloomustab põhimõte "sarnane lahustab sarnast".
Kas karbonidioksiid polaarne või mittepolaarne?
Süsinikdioksiid on tervikuna mittepolaarne, sest kuigi see sisaldab polaarseid sidemeid, kompenseerib selle lineaarne kuju üksikute sidemete dipoolmomendid, jättes laengute kogueralduse puudulikuks.
Otsus
Polaarsed molekulid on eristatavad ebaühtlase elektronjaotuse ja tugevamate vaheosakeste mõjude poolest, mistõttu nad käituvad lahustites ja füüsikalistes olekutes erinevalt. Mittepolaarsed molekulid omavad tasakaalustatud laengut ja nõrgemaid tõmbejõude, mis sobivad keskkondadele ilma tugeva polaarsuseta. Valige see klassifikatsioon molekuli geomeetria ja elektronegatiivsuse põhjal, et mõista keemilist käitumist.