Was ist eine unpolare Bindung?

Eine unpolare Bindung ist eine kovalente Bindung zwischen Atomen, bei der die Elektronen zu gleichen Teilen zwischen den Atomen geteilt werden. Die gleiche Verteilung der Elektronen führt zur Bildung eines unpolaren Moleküls, das kein elektrisches Dipolmoment aufweist, oder zur Trennung der elektrischen Ladung. Zwei identische Atome bilden eine unpolare Bindung, da sie gleiche Elektronegativitäten haben.

Ein häufiges Beispiel für eine unpolare Bindung ist der zweiatomige Sauerstoff. Jedes Sauerstoffatom hat sechs Elektronen in seiner Außenhülle, von denen zwei weitere benötigt werden, um die stabile Edelgaskonfiguration mit acht Elektronen zu erreichen. Im Sauerstoffmolekül teilen sich die Atome einen Satz von vier Elektronen zu gleichen Teilen in Doppelbindungen, wodurch der Bedarf jedes Atoms nach zwei zusätzlichen Elektronen gedeckt wird. Jede dieser Bindungen würde als unpolare Bindung betrachtet.

Unpolare kovalente Bindungen treten häufig in zweiatomigen Molekülen auf, in denen zwei identische Atome miteinander verbunden sind. Dazu gehören Jod, Wasserstoff und Stickstoff. Die Gesamtpolarität eines Moleküls sollte nicht mit der Polarität seiner Bindungen verwechselt werden. Es ist möglich, dass ein Molekül als Ganzes unpolar ist, auch wenn seine Atome nicht über eine unpolare Bindung verbunden sind. Dies tritt auf, wenn polare kovalente Bindungen aufgrund der Molekülstruktur die Ladung des anderen aufheben.

In Methan wird Kohlenstoff in leicht polaren Bindungen an Wasserstoff gebunden, was zu einer etwas ungleichen Verteilung der Elektronen führt. Die tetraedrische Struktur des Moleküls bewirkt, dass sich diese Ladungen aufheben, was zu einem Molekül führt, das unpolar ist. Obwohl die Atome nicht über unpolare Bindungen gebunden sind, verhält sich das Molekül unpolar.

Diese insgesamt unpolare Wechselwirkung zwischen Wasserstoff und Kohlenstoffatomen macht organische Verbindungen hydrophob, was bedeutet, dass sie nicht mit Wasser unter Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen interagieren können. Bei der Wechselwirkung mit polaren Molekülen bildet Wasser Wasserstoffbrücken zwischen seinen eigenen positiv geladenen Wasserstoffatomen und einem elektronegativen Atom eines anderen Moleküls. Unpolare Verbindungen können diese Wechselwirkung nicht ausführen, da sie keine Ladungstrennung über ihre Struktur und somit keinen Ort aufweisen, an dem sie eine Ladung anziehen können.

Hydrophobes Verhalten ist bei Haushaltsprodukten wie Pflanzenöl zu beobachten, das sich sichtbar vom Wasser abscheidet. Die Unpolarität hydrophober Substanzen ist auch ein wichtiger Faktor für die Funktionsweise lebender Organismen. Lipide, die in Zellstrukturen vorkommen, verhindern, dass sich Wasser mit inneren Strukturen vermischt und Flüssigkeiten abtrennt. Wie bei anderen organischen Verbindungen bestehen diese Moleküle aus Bindungen, die fast, aber nicht ganz unpolar sind. Ihre Bindungsstruktur bewirkt, dass sich ihre Polarität aufhebt.

Kohlendioxid ist ein weiteres Beispiel für ein unpolares Molekül mit polaren Bindungen. Die Struktur dieses Moleküls ist linear, wobei zwei Sauerstoffatome doppelt an ein zentrales Kohlenstoffatom gebunden sind. Diese Bindungen sind polar kovalent, aber da sie genau symmetrisch sind, heben sich ihre Ladungen auf und es entsteht ein unpolares Molekül.