10.4
In einer kovalenten Bindung wie der von Flusssäure werden die Elektronen in Richtung des elektronegativeren Atoms gezogen, was durch eine partielle Ladung angezeigt wird. Solche Bindungen werden polare Bindungen genannt. Die Ladungstrennung erzeugt einen Vektor, der als Bindungsdipolmoment bezeichnet wird, angezeigt durch den griechischen Buchstaben µ.
Sein Wert ist das Produkt aus der Größe der Teilladungen und dem Abstand zwischen ihnen. Der Vektor zeigt vom weniger elektronegativen Atom zum elektronegativeren und gibt das Bindungsdipolmoment an. Seine Länge ist proportional zur Größe der Elektronegativitätsdifferenz zwischen den beiden Atomen.
Die meisten zweiatomigen Moleküle, die Atome verschiedener Elemente enthalten, haben Dipolmomente und sind daher polare Moleküle. Elektrostatische Potenzialkarten zeigen die Bereiche hoher und niedriger Elektronendichte in der Verbindung mit roter bzw. blauer Farbe an.
Die Farben dazwischen zeigen moderate Elektronendichte an. In polyatomaren Verbindungen wird das Nettodipolmoment durch die individuellen Bindungsdipolmomente und die Geometrie der Verbindung bestimmt. Betrachten Sie ein Wassermolekül mit zwei polaren Bindungen.
Es hat eine gebogene Form und ist ein polares Molekül. Ein Kohlendioxidmolekül ist dagegen linear. Die beiden Kohlenstoff-Sauerstoffbindungen sind polar, aber in entgegengesetzte Richtungen orientiert, wodurch sich das Dipolmoment des jeweils anderen aufhebt und das Gesamtmolekül unpolar wird.
Carbonylsulfid-Moleküle sind ebenfalls linear. Die Dipolmomente der Kohlenstoff-Sauerstoff-und Kohlenstoff-Schwefelbindungen heben sich jedoch nicht gegenseitig auf, und das Molekül hat ein Nettodipolmoment. Bortrifluorid ist eine trigonale planare Verbindung.
Die Dipolmomente der Bor-Fluor-Bindungen heben sich aufgrund der Molekularsymmetrie gegenseitig auf, und die Verbindung ist unpolar. Die Dipolmomente der drei polaren Bindungen in trigonalen, pyramidenförmigen Phosphortrichloridmolekülen heben sich jedoch nicht gegenseitig auf, sodass eine polare Verbindung entsteht. Tetrafluormethan ist ein tetraedrisches Molekül, das unpolar ist, da sich die Dipolmomente der vier identischen polaren Bindungen gegenseitig aufheben.
Auch Fluormethan ist ein tetraedrisches Molekül. Es besitzt jedoch ein Nettodipolmoment, da die C-F-Bindung im Vergleich zu den C-H-Bindungen ein großes Dipolmoment besitzt und die Bindungsdipolmomente sich nicht gegenseitig aufheben. In einem elektrischen Feld richten polare Moleküle das positive Ende in Richtung der negativen Ladung und das negative Ende in Richtung der positiven Ladung aus.
Unpolare Moleküle bleiben dagegen von einem elektrischen Feld unbeeinflusst. Polare Lösungsmittel lösen generell polare gelöste Stoffe und unpolare Lösungsmittel lösen unpolare gelöste Stoffe, da ähnliche Molekültypen zu günstigeren Wechselwirkungen neigen. Wasser ist polar und löst leicht polare Verbindungen wie Saccharose, auch als Tafelzucker bekannt.
Öl ist unpolar und bleibt mit Wasser nicht mischbar.
Polare kovalente Bindungen verbinden zwei Atome mit unterschiedlicher Elektronegativität, so dass ein Atom teilweise positi…
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