Polaryzacja wiązania, moment dipolowy i procentowy charakter jonowy

Rodzaj wiązań chemicznych, niezależnie od tego, czy są to niepolarne kowalencyjne, polarne kowalencyjne czy jonowe, zależy w dużej mierze od różnicy elektroujemności między atomami wiążącymi i długością ich wiązania. 

W bromie wiązanie między dwoma atomami bromu jest niepolarne, ponieważ różnica elektroujemności między nimi wynosi zero. 

W bromku wodoru wiązanie jest kowalencyjne polarnie, ponieważ bardziej elektroujemny brom przyciąga gęstość elektronów z mniej elektroujemnego atomu wodoru. 

W bromku potasu wiązanie jest wiązaniem jonowym ze względu na większą różnicę elektroujemności, co powoduje całkowite przeniesienie elektronów z potasu do bromku.

Gdy dwie równo, ale przeciwnie naładowane cząstki są oddalone od siebie o odległość, powstaje dipol. Ilościowa miara dipola nazywana jest momentem dipolowym reprezentowanym przez literę μ, która jest iloczynem wielkości ładunków, Q, wyrażonej w kulombach, i odległości między ładunkami, r, podanej w metrach. 

Moment dipolowy jest podawany w jednostkach debye'a, gdzie jeden debye równa się 3,34 × 10⁻³⁰ C·m. 

To, czy związek jest polarny, kowalencyjny czy jonowy, można określić, obliczając procentowy charakter jonowy, który jest stosunkiem zmierzonego momentu dipolowego wiązania do momentu dipolowego przy założeniu całkowitego transferu elektronów. Wiązania o charakterze jonowym większym niż 50% są uważane za jonowe.

Weźmy pod uwagę fluorowodór, w którym atomy wodoru i fluoru są oddalone od siebie o 92 pm.

Jeśli wiązanie jest jonowe, moment dipolowy jest obliczany przy założeniu całkowitego przeniesienia elektronu. Ładunek elektronu mnoży się przez odległość między atomami, a uzyskaną wartość dzieli się przez jeden debye, co daje moment dipolowy 4,41 D.

Jednak eksperymentalnie zmierzony moment dipolowy fluorowodoru wynosi 1,18 D. Dlatego, aby określić procentowy charakter jonowy fluorowodoru, zmierzoną wartość 1,18 D dzieli się przez 4,41 D, co daje procent charakteru jonowego 41%. 

Ponieważ procentowy charakter jonowy fluorowodoru jest mniejszy niż 50%, jest to polarne wiązanie kowalencyjne.