Διαφορά μεταξύ πολικών και μη πολικών μορίων

Κύρια διαφορά – Πολικά έναντι μη πολικών μορίων

Άτομα διαφορετικών ή ίδιων στοιχείων ενώνονται για να σχηματίσουν μόρια. Ο δεσμός που σχηματίζεται με την κοινή χρήση ενός ζεύγους ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων ονομάζεται «Ομοιοπολικός δεσμός». Διαφορετικά άτομα δείχνουν έλξη προς τα ηλεκτρόνια σε διάφορους βαθμούς. Η ικανότητά τους να έλκουν ηλεκτρόνια προς το μέρος τους ονομάζεται ηλεκτραρνητικότητα. Άτομα όπως τα F, Cl, O παρουσιάζουν μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα σε σύγκριση με άτομα όπως τα C, P, S. Όταν συνδέονται δύο άτομα με διαφορά ηλεκτραρνητικότητας 0,4<, σχηματίζονται πολικά μόρια. Εάν η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ των ατόμων είναι <0,4 το μόριο γίνεται μη πολικό. Η κύρια διαφορά μεταξύ πολικών και μη πολικών μορίων είναι καθαρή διπολική ροπή. Η καθαρή διπολική ροπή σχηματίζεται στα άτομα των πολικών μορίων, αλλά όχι σε μη πολικά μόρια.

Αυτό το άρθρο εξηγεί,

1. Τι είναι τα Πολικά Μόρια
      – Ορισμός, Σχηματισμός, Ιδιότητες, Παραδείγματα

2. Τι είναι τα μη πολικά μόρια
      – Ορισμός, Σχηματισμός, Ιδιότητες, Παραδείγματα

3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πολικών και μη πολικών μορίων

Τι είναι τα πολικά μόρια

Τα πολικά μόρια σχηματίζονται είτε ως αποτέλεσμα ηλεκτραρνητικών ατόμων είτε λόγω ασύμμετρης διάταξης μη πολικών δεσμών και μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων στο ίδιο μόριο. Τα ακόλουθα παραδείγματα θα εξηγήσουν τα δύο φαινόμενα με πιο αναλυτικό τρόπο.

Μόριο νερού:

Οι ηλεκτραρνητικότητες των Η και Ο είναι 2,20 και 3,44 αντίστοιχα. Η διαφορά των τιμών είναι 1,24 και πληροί τα κύρια κριτήρια σχηματισμού πολικού δεσμού. Τα ηλεκτρόνια έλκονται περισσότερο προς το άτομο Ο που έχει συγκριτικά μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει ένα καθαρό δίπολο στο μόριο. Το O λέγεται ότι είναι ελαφρώς αρνητικό (δ-), ενώ τα άτομα Η είναι ελαφρώς θετικά (δ+).

Στον προσδιορισμό της πολικότητας ενός μορίου, το σχήμα του μορίου παίζει επίσης σημαντικό ρόλο. Ας κατανοήσουμε καλύτερα αυτό το σενάριο εξετάζοντας το μόριο του διοξειδίου του άνθρακα.

Το C είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό άτομο από το O (2,55 και 3,44) και πληροί την απαίτηση της διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας 0,4. Ωστόσο, λόγω του σχήματος του μορίου, οι διπολικές ροπές και στους δύο δεσμούς C-O βρίσκονται σε αντίθετες κατευθύνσεις, ακυρώνοντας η μία την άλλη. Επομένως, η καθαρή διπολική ροπή είναι μηδέν.

Τα πολικά μόρια, όταν είναι μαζί, έλκονται μεταξύ τους μέσω των αντίθετων φορτίων στα άτομα τους. Αυτές οι δυνάμεις είναι ισχυρότερες από τις δυνάμεις μεταξύ μη πολικών μορίων αλλά λιγότερο ισχυρές από τις ιοντικές δυνάμεις.

Τα θετικά φορτισμένα άτομα Η δημιουργούν δεσμούς υδρογόνου με αρνητικά φορτισμένα άτομα Ο. Εάν τα άτομα Η εμπλέκονται στο σχηματισμό τέτοιων έλξεων ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου, οι διαμοριακές δυνάμεις που σχηματίζονται χωρίς καμία συμμετοχή ατόμων υδρογόνου ονομάζονται δυνάμεις διπόλου-διπόλου. Τα πολικά μόρια διαλύονται μόνο σε πολικούς διαλύτες, καθώς δεν μπορούν να σχηματίσουν έλξη με μη πολικούς διαλύτες.

Οι πολικές ενώσεις εμφανίζουν υψηλότερα σημεία τήξεως και σημεία βρασμού σε σύγκριση με μη πολικές ενώσεις με παρόμοια μοριακή μάζα. Θα πρέπει να παρέχεται ενέργεια για τη διάσπαση των διαμοριακών δεσμών. Ως εκ τούτου, τα σημεία τήξης και βρασμού είναι υψηλά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλή τάση ατμών και ο ρυθμός εξάτμισης είναι χαμηλότερος από αυτόν των μη πολικών μορίων. Επιπλέον, τα πολικά μόρια εμφανίζουν μεγαλύτερη επιφανειακή τάση.

Τι είναι τα μη πολικά μόρια

Σε αντίθεση με ένα πολικό μόριο, δεν υπάρχει αρνητικό ή θετικό φορτίο σε μη πολικά μόρια. Αυτό συμβαίνει επειδή τα δύο άτομα έχουν παρόμοιες έλξεις προς τα ηλεκτρόνια που μοιράζονται. Η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ των δύο ατόμων είναι <0,4. Επομένως, το ζεύγος ηλεκτρονίων κατανέμεται ομοιόμορφα μεταξύ των ατόμων. Κυρίως τα διατομικά αέρια του ίδιου στοιχείου είναι μη πολικά μόρια. Π.χ.:– O₂ , N₂ , Cl₂ κ.λπ. Τα μόρια υδρογονάνθρακα όπως το μεθάνιο, το πεντάνιο και το εξάνιο είναι μη πολικά μόρια.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα μη πολικά μόρια μπορεί να εμφανίζουν δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου που προκαλούνται από ασύμμετρη κατανομή ηλεκτρονίων. Αυτή είναι μια αυθόρμητη και προσωρινή δύναμη και είναι η πιο αδύναμη από όλες τις διαμοριακές δυνάμεις. Αυτές οι δυνάμεις του Λονδίνου είναι αρκετές για τη διάλυση μη πολικών μορίων σε μη πολικούς διαλύτες. Ωστόσο, δεδομένου ότι αυτές οι δυνάμεις είναι ασθενέστερες από τις δυνάμεις των πολικών διπολικών δυνάμεων, εάν τα μη πολικά μόρια διαλυθούν σε πολικούς διαλύτες, δεν αναμειγνύονται. Αντίθετα, θα σχηματιστεί ένα ετερογενές σύστημα. Η διαδικασία διάλυσης δεν ευνοείται ενεργειακά σε αυτήν την περίπτωση.

Σε σύγκριση με πολικά μόρια της ίδιας μοριακής μάζας, τα μη πολικά μόρια έχουν χαμηλότερα σημεία τήξης και σημεία βρασμού λόγω της έλλειψης ισχυρών διαμοριακών δυνάμεων. Επιπλέον, καθώς τα μόρια μπορούν εύκολα να εξατμιστούν, οι μη πολικές ενώσεις εμφανίζουν υψηλές πιέσεις ατμών. Επομένως, τα περισσότερα μη πολικά μόρια σχηματίζουν πτητικές ενώσεις.

Π.χ.:– Πεντάνιο, Εξάνιο

Διαφορά μεταξύ πολικών και μη πολικών μορίων

Καθαρό δίπολο

Πολικά μόρια:  Υπάρχει καθαρό δίπολο λόγω διαφορών ηλεκτραρνητικότητας των συμμετεχόντων ατόμων ή ασύμμετρης διάταξης του μορίου.

Μη πολικά μόρια:  Καθαρό δίπολο δεν υπάρχει καθώς εμπλέκονται άτομα με παρόμοια ηλεκτραρνητικότητα ή λόγω της συμμετρικής διάταξης.

Διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας 

Πολικά μόρια:  Η διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ των ατόμων είναι <0,4.

Μη πολικά μόρια:  Η διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ των ατόμων είναι >0,4.

Μοριακές δυνάμεις

Πολικά μόρια:  Οι μοριακές δυνάμεις είναι μάλλον ισχυρές και σχηματίζουν δεσμούς-H ή δεσμούς διπόλου-διπόλου.

Μη πολικά μόρια: Οι μοριακές δυνάμεις είναι οι πιο αδύναμες διαθέσιμες. σχηματίζει διασκορπισμένες δυνάμεις του Λονδίνου.

Φυσικές ιδιότητες

Πολικά μόρια:  Τα πολικά μόρια έχουν υψηλό σημείο βρασμού, σημείο τήξης, χαμηλή πίεση ατμών και υψηλή επιφανειακή τάση.

Μη πολικά μόρια:  Τα μη πολικά μόρια έχουν χαμηλό σημείο βρασμού, σημείο τήξης, υψηλή τάση ατμών και χαμηλή επιφανειακή τάση.

Παραδείγματα

Πολικά μόρια:  Στα παραδείγματα περιλαμβάνονται Νερό, HF και CHF_3.

Μη πολικά μόρια:  Παραδείγματα περιλαμβάνουν πεντάνιο, εξάνιο και διοξείδιο του άνθρακα.

«Μόριο – Σχηματισμός». Άτομα, μόρια, ουσίες και είδη – άρθρα JRank . Ν.π., ν.δ. Ιστός. 02 Φεβ. 2017. "Λύσεις επεξεργασίας νερού." LENNTECH . Ν.π., ν.δ. Ιστός. 02 Φεβρουαρίου 2017. "Πολικά εναντίον μη πολικών μορίων:Τι πρέπει να γνωρίζετε." Ιστολόγιο Udemy . Ν.π., ν.δ. Ιστός. 02 Φεβ. 2017.«Ποιες είναι οι ιδιότητες των μη πολικών μορίων; | Σωκρατικός." Socratic.org . Ν.π., ν.δ. Ιστός. 02 Φεβρουαρίου 2017. «Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου». Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου . Ν.π., ν.δ. Ιστός. 02 Φεβρουαρίου 2017. "Το μη πολικό διαλύει το μη πολικό;" Φόρουμ Χημικών . Ν.π., ν.δ. Ιστός. 02 Φεβρουαρίου 2017. Ευγενική προσφορά εικόνας: "Εικόνα 02 01 11" Από CNX OpenStax  ( CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia