Co to jest obligacja polarna?

Wiązanie polarne jest rodzajem kowalencyjnego wiązania chemicznego, w którym ładunek elektromagnetyczny cząsteczki jest rozdzielony między oba końce; tj. jeden koniec cząsteczki ma ogólny ładunek dodatni, a drugi koniec ma ogólny ładunek ujemny. Łączenie dodatnich i ujemnych ładunków w oddzielnych cząsteczkach pozwala im się ze sobą wiązać. Prawdopodobieństwo, że atomy utworzą wiązanie polarne, zależy od zachowania elektronów walencyjnych podczas interakcji z innym atomem. Elektrony walencyjne to te na atomie, które mogą tworzyć wiązania z innymi atomami. Tego rodzaju wiązania są niezbędne do tworzenia złożonych struktur molekularnych; naładowane cząsteczki działają jak połączenia bardziej złożonych związków.

Wiązania kowalencyjne powstają, gdy dwa atomy spotykają się i mają podobną ilość elektroujemności, co jest tendencją elektronów do przyciągania do powłoki walencyjnej przez jądro, a tym samym gromadzenia ujemnego ładunku netto. Powłoka walencyjna lub powłoka elektronowa jest zewnętrzną powłoką atomu. Właściwość elektroujemności zależy częściowo od liczby elektronów w powłoce walencyjnej, a także od odległości elektronów od jądra atomowego. Większa liczba elektronów w powłoce walencyjnej zwiększa ilość, zaś odległość od jądra ją zmniejsza. Fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem.

Kiedy dwa atomy się spotykają i jeden ma wyższą elektroujemność, elektrony przemieszczają się do powłoki walencyjnej atomu o niższej elektroujemności i spędzają tam większość czasu, chociaż mogą spędzać krótkie okresy na orbitowaniu swojego pierwotnego atomu. Dwa atomy stają się częścią cząsteczki, a koniec cząsteczki, która zawiera najwięcej elektronów, staje się średnio naładowany ujemnie, podczas gdy przeciwny koniec zostaje naładowany dodatnio.

Najprostszym przykładem wiązania polarnego jest cząsteczka wody, która składa się z atomu z dwoma wodorami związanymi z atomem z jednym tlenem. Atom wodoru składa się z jednego protonu i jednego elektronu, ale ponieważ pierwsza powłoka walencyjna może pomieścić dwa elektrony, atomy wodoru najczęściej łączą się w pary i tworzą diwodór. Chociaż dwa atomy wodoru są ze sobą związane, nadal mogą otrzymywać kolejny elektron. Tymczasem tlen zawiera osiem protonów i osiem neutronów; pierwsze dwa elektrony zajmują najbardziej wewnętrzną powłokę orbitalną elektronów, pozostawiając sześć w powłoce walencyjnej z dwoma dostępnymi szczelinami. Atom wodoru i atom tlenu dzielą między sobą parę elektronów, przy czym atom tlenu zajmuje elektrony przez większość czasu.

Wiązanie polarne w wodzie istnieje, ponieważ wodór ma niższą elektroujemność, na którą bezpośrednio wpływa liczba elektronów, które ma tendencję do przyciągania się w wiązaniu kowalencyjnym: jeden do dwóch tlenu. Elektrony krążą wokół atomu tlenu i dlatego nadają mu ujemny ładunek na tym końcu cząsteczki. Jako całość, cząsteczki utworzone z wiązania polarnego są elektrycznie obojętne, ale ich ładunki są skoncentrowane po przeciwnych stronach. Jest to znane jako dipol.