MolDraw › Narzędzia chemiczne › Polarność wiązań i moment dipolowy
Polarność wiązań i moment dipolowy
W skrócie: wybierz dwa pierwiastki, aby poznać różnicę elektroujemności wg Paulinga, rodzaj wiązania (kowalencyjne niepolarne, spolaryzowane lub jonowe), który atom jest δ− i % charakteru jonowego. Możesz też wpisać cząsteczkę, aby sprawdzić, czy jest polarna, na podstawie kształtu VSEPR i sumy wektorowej dipoli wiązań. Narzędzie jest darmowe i działa w przeglądarce.
Wybierz dwa pierwiastki, aby zobaczyć różnicę elektroujemności, rodzaj wiązania, który koniec jest δ+, a który δ−, oraz % charakteru jonowego. Albo wpisz cząsteczkę (wzór, np. XeF4, lub ciąg SMILES), aby sprawdzić, czy jest polarna, z narysowanym kształtem VSEPR, dipolami wiązań i ich sumą wektorową.
Przykłady:
Przykłady:
Wzory działają dla cząsteczek i jonów z jednym atomem centralnym (np. SF4 lub NO3-). Dla innych użyj SMILES: Cl/C=C\Cl to cis, Cl/C=C/Cl to trans.
Polarność wiązań: wzory i progi
ΔEN = |χA − χB| % charakteru jonowego = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100 (Pauling)
| ΔEN (Pauling) | Rodzaj wiązania | Przykłady |
|---|---|---|
| mniej niż 0,4 | kowalencyjne niepolarne | Cl–Cl (0), C–H (0,35), C–S (0,03) |
| 0,4 do 1,7 | kowalencyjne spolaryzowane | H–Cl (0,96), C–O (0,89), O–H (1,24) |
| 1,7 do 2,0 | graniczne: jonowe w większości podręczników szkolnych, kowalencyjne spolaryzowane w niektórych | H–F (1,78), B–F (1,94) |
| więcej niż 2,0 | jonowe | Na–Cl (2,23), K–F (3,16) |
Ta strona stosuje powszechną konwencję: poniżej 0,4 niepolarne, 0,4–1,7 kowalencyjne spolaryzowane, powyżej 1,7 jonowe, a zakres 1,7–2,0 oznacza jako graniczny, bo niektóre podręczniki stawiają próg na 2,0. Wiązania między dwoma niemetalami pozostają kowalencyjne nawet przy dużym ΔEN (H–F). Atom bardziej elektroujemny jest δ−, a strzałka dipola wskazuje na niego (przekreślony ogon oznacza koniec δ+).
Polarność cząsteczki w trzech krokach
- Narysuj wzór Lewisa i ustal kształt metodą VSEPR.
- Narysuj strzałkę dipola dla każdego wiązania spolaryzowanego, skierowaną do atomu δ−.
- Dodaj strzałki jak wektory. Kształty symetryczne (liniowy, trygonalny płaski, tetraedryczny, bipiramida trygonalna, oktaedryczny, kwadratowy płaski) z identycznymi atomami zewnętrznymi się znoszą: niepolarna. Wolne pary na atomie centralnym lub różne atomy zewnętrzne zwykle pozostawiają wypadkowy dipol: polarna.
Rozwiązane przykłady
Wiązanie H–F
ΔEN = 3,98 − 2,20 = 1,78.
% jonowości = (1 − e^(−0,79)) × 100 = 54,7%.
Kowalencyjne spolaryzowane (graniczne), F δ−
Woda, H₂O
AX₂E₂, kątowa (104,5°). Oba dipole O–H (ΔEN 1,24) wskazują na O i częściowo w tę samą stronę.
Polarna, 1,85 D
BF₃
AX₃, trygonalna płaska. Trzy równe dipole B–F pod kątem 120° sumują się do zera.
Niepolarna (wiązania spolaryzowane, cząsteczka niepolarna)
NH₃ a NF₃
Obie są piramidami trygonalnymi. W NH₃ wolna para i dipole N–H wskazują w tę samą stronę (1,47 D); w NF₃ przeciwnie (0,24 D).
Obie polarne
PCl₅ (w stylu NEET)
AX₅, bipiramida trygonalna: dwa dipole aksjalne się znoszą i trzy ekwatorialne też się znoszą.
Niepolarna
CH₂Cl₂
Tetraedryczna, ale dwa wiązania C–Cl (0,61) i dwa C–H (0,35) są skierowane przeciwnie.
Polarna, 1,60 D
Częste błędy
- Wiązania spolaryzowane nie zawsze dają cząsteczkę polarną. CO₂, BF₃, CCl₄ i XeF₄ mają wiązania spolaryzowane, ale nie mają wypadkowego dipola.
- Ocenianie kształtu tylko ze wzoru. SF₄ i XeF₄ wyglądają na papierze podobnie, ale wolne pary dają kształt huśtawki i kwadratu płaskiego.
- Płaski rysunek dla cząsteczki 3D. CH₂Cl₂ narysowany jako płaski krzyż wygląda symetrycznie, ale w 3D jest tetraedryczny i polarny.
- Strzałka w złą stronę. W chemii strzałka dipola wiązania wskazuje atom δ− (bardziej elektroujemny). W fizyce często stosuje się odwrotny znak.
- Traktowanie progów jako dokładnych. 0,4 i 1,7 to wskazówki. Charakter wiązania zmienia się płynnie z ΔEN.
Suma wektorowa to model w jednostkach ΔEN, służący do oceny, czy dipole wiązań się znoszą. Rzeczywiste momenty dipolowe (w debajach) zależą też od długości wiązań i wolnych par; tam, gdzie są znane, pokazano wartości zmierzone.
Pokaż dipole na własnym rysunku. Rysuj struktury, dodawaj oznaczenia δ+ i δ− oraz strzałki w MolDraw, darmowym edytorze struktur chemicznych online, i eksportuj PNG lub SVG.
Otwórz edytor MolDrawNajczęściej zadawane pytania
Jak sprawdzić, czy wiązanie jest polarne czy niepolarne?
Odejmij elektroujemności wg Paulinga. Różnica poniżej 0,4 oznacza wiązanie kowalencyjne niepolarne, od 0,4 do 1,7 kowalencyjne spolaryzowane, a powyżej 1,7 zwykle nazywa się je jonowym. H–Cl: 3,16 − 2,20 = 0,96, więc wiązanie jest kowalencyjne spolaryzowane z Cl δ−.
Jak obliczyć procent charakteru jonowego?
Wzór Paulinga to % jonowości = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100. Dla H–Cl ΔEN = 0,96, więc % jonowości = (1 − e^(−0,23)) × 100 = 20,6%. Dla H–F ΔEN = 1,78 daje ok. 55%.
Jak sprawdzić, czy cząsteczka jest polarna?
Ustal kształt metodą VSEPR, narysuj strzałkę dipola dla każdego wiązania spolaryzowanego i dodaj je jak wektory. Jeśli się znoszą (symetryczny kształt z identycznymi atomami zewnętrznymi i bez wolnych par na atomie centralnym), cząsteczka jest niepolarna. Jeśli nie, jest polarna. Woda jest kątowa, więc jej dipole O–H się nie znoszą.
Dlaczego CO2 jest niepolarny, skoro jego wiązania C=O są spolaryzowane?
CO2 jest liniowy. Dwa dipole wiązań C=O są równe i skierowane przeciwnie, więc się znoszą, a wypadkowy moment dipolowy wynosi 0.
Dlaczego CCl4 jest niepolarny, a CHCl3 polarny?
W tetraedrycznym CCl4 cztery identyczne dipole C–Cl się znoszą. W CHCl3 jeden Cl jest zastąpiony przez H, więc dipole już się nie znoszą. CHCl3 ma moment dipolowy ok. 1,04 D.
Dlaczego XeF4 jest niepolarny, a SF4 polarny?
XeF4 jest płaski kwadratowy: jego dwie wolne pary leżą naprzeciw siebie, a cztery dipole Xe–F się znoszą. SF4 ma kształt huśtawki z powodu jednej wolnej pary, więc jego dipole S–F się nie znoszą.
Czy cis- czy trans-1,2-dichloroeten jest polarny?
Izomer cis jest polarny (ok. 1,9 D), bo oba dipole C–Cl wskazują tę samą stronę. Izomer trans jest niepolarny (0 D), bo dwa dipole C–Cl są skierowane przeciwnie i się znoszą.
Powiązane narzędzia chemiczne
Przeczytaj pełny przewodnik: Polarność wiązań i momenty dipolowe wyjaśnione.
Ostatnia aktualizacja: