Ar vandens poliarinis ar ne poliarinis?

Kas yra poliškumas?

Poliškumas - tai terminas, vartojamas elektros, magnetizmo ir elektroninio signalizavimo srityje. Chemijoje poliškumas paaiškina ryšių tarp atomų susidarymą dėl elektronų pasidalijimo. Poliarinės molekulės atsiranda tada, kai vienas iš atomų turi stipresnį patrauklumą joje esančiuose elektronuose. Iš tiesų, atomai yra labiau nukreipti į tą atomą, nei kitas atomas, kuris veda į nedidelį įkrovos disbalansą.

Kaip galima nustatyti poliškumą?

Poliškumo nustatymas atliekamas per koncepciją, vadinamą elektronegatyvumu. Elektronegatyvumas yra būdas išreikšti atomo tendenciją pritraukti elektronus į cheminę jungtį. Jis apskaičiuojamas gaunant atitinkamų atomų elektronų neigiamumo skirtumą. Jei skirtumas yra nuo 0, 4 iki 1, 7, tada jungtis apibūdinama kaip polinė. Jei skirtumas yra mažesnis nei 0, 4, tai ryšys yra ne polinis kovalentinis. Tai reiškia, kad elektronai bus lygiai dalijami tarp atomų. Atvirkščiai, jei skirtumas yra didesnis nei 1, 7, tuomet ryšys turi joninį pobūdį.

Ar vandens poliarinis ar ne polinis?

Vanduo yra polinė molekulė, nes ji turi nevienodą elektronų pasidalijimą. Vanduo yra chemiškai parašytas kaip H2O, tai reiškia, kad jį sudaro vandenilio ir deguonies atomai. Periodinėje lentelėje vandenilis yra pirmasis skaičius, o deguonies kiekis yra 14. Dėl to deguonies konfigūracija yra 2, 8, 4, o vandenilio - 1. deguonis sudaro stiprų ryšį vandenyje. Dėl to atsiranda nevienodas elektronų pasidalijimas, nes du elektronai lieka nepanaudoti. Vandenilio galas tampa iš dalies teigiamas, o deguonies galas yra iš dalies neigiamas. Be to, deguonies atomas turi stipresnę patrauklią jėgą, taigi į jį atneša daugiau atomų. Vėliau atsiranda įkrovos disbalansas molekulėje. Be vandens, vandenilio fluoridas taip pat yra polinė molekulė.

Skirtingai nei vanduo, ne poliniai molekulės atsiranda dviem atvejais. Pirma, tai gali būti dėl vienodo elektronų pasidalijimo tarp atomų. Antra, tai gali būti dėl simetriško polinių jungčių išdėstymo į sudėtingesnę molekulę, pavyzdžiui, boro trifluoridą (BF ₃ ). Svarbus faktas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tai, kad ne kiekviena molekulė, turinti polinius ryšius, yra polinė molekulė. Šio scenarijaus pavyzdys yra anglies dioksidas (CO ₂ ). Anglies dioksidas nesukuria polinės molekulės, nes jos geometrija yra tiesinė. Du dipolio momentai panaikina vienas kitą, todėl nėra neto molekulinio dipolio momento. Ne polinių junginių pavyzdžiai yra nafta ir benzinas.

Kodėl vandens poliškumas yra svarbus?

Vandens poliškumas daro vandenį ypatinga medžiaga, nes jis prisideda prie tam tikrų vandens savybių. Unikalios savybės apima jo tankį, gebėjimą ištirpinti medžiagas ir stiprių ryšių, kurie tvirtai laikosi molekulių, valdymą. Šios vandens savybės leidžia jai atlikti pagrindinę gyvenimo palaikymo funkciją.

Vandens gebėjimas ištirpinti medžiagas

Kadangi vanduo turi ir teigiamai įkrautų, ir neigiamai įkrautų jonų, jis gali ištirpinti medžiagas. Pavyzdžiui, druska, kuri yra chemiškai vadinama natrio chloridu, dažnai tirpsta vandenyje. Taip atsitinka, kad teigiamai įkraunami vandens molekulių galai pritraukia neigiamo krūvio chlorido jonus. Kita vertus, neigiamo krūvio galai pritraukia teigiamai įkrautus teigiamus natrio jonus. Sūdant vandeniui druskos, natrio chlorido jonai atskiriami nuo vandens molekulių. Taigi druska ištirpsta vandenyje.

Vandens tankis užšaldant

Ledo tankis paprastai yra mažesnis už vandenį, dėl kurio ledas plaukioja ant vandens. To priežastis yra ta, kad šaldyto vandens vandens molekulės yra tolimesnės, tačiau viena kitai tvirtai laikomos vandenilio jungtimi. Todėl aušinimo temperatūra padidina vandens tankį, bet tik iki 4 laipsnių Celsijaus. Po to tankis mažėja, o kai jis pasiekia nulinį ar žemesnį laipsnį, jis yra lengvesnis už vandenį. Tada ledas gali plūdėti vandenyje, tokiu būdu remdamas jūros gyvybę.

Stiprios vandens obligacijos

Stiprios jungtys, turinčios vandens molekules, prisideda prie unikalių fizinių savybių. Tvirtai laikomos molekulės sukelia labai aukštus vandens virimo ir lydymosi taškus.