Moleküler Şekil ve Polarite

Hidroflorik asidinki gibi kovalent bir bağda, elektronlar kısmi bir yük ile gösterilen daha elektronegatif atoma doğru çekilir. Bu tür bağlara polar bağlar denir. Yük ayrımı, Yunanca mu harfi ile gösterilen bağ dipol momenti adı verilen bir vektör oluşturur.

Değeri, kısmi yüklerin büyüklüğünün ve aralarındaki mesafenin ürünüdür. Vektör, az elektronegatiften çok elektronegatif atoma doğrudur ve bağ dipol momentini gösterir. Uzunluğu, iki atom arasındaki elektronegatiflik farkının büyüklüğü ile orantılıdır.

Farklı elementlerin atomlarını içeren çoğu diatomik molekül, dipol momentlere sahiptir ve bu nedenle polar moleküllerdir. Elektrostatik potansiyel haritaları, bileşikteki yüksek ve düşük elektron yoğunluğu bölgelerini sırasıyla kırmızı ve mavi renklerle gösterir. Aradaki renkler orta derecede elektron yoğunluğunu gösterir.

Çok atomlu bileşiklerde, net dipol momenti tekil bağ dipol momentleri ve bileşiğin geometrisi ile belirlenir. İki kutuplu bağı olan bir su molekülü düşünün. Eğik bir şekle sahiptir ve polar bir moleküldür.

Buna karşılık, bir karbondioksit molekülü doğrusaldır. İki karbon-oksijen bağı kutupsaldır, ancak zıt yönlere yönelmiştir, birbirlerinin dipol momentini iptal ederler ve bu da genel molekülü apolar yapar. Karbonil sülfit molekülleri de doğrusaldır.

Bununla birlikte, karbon-oksijen ve karbon-kükürt bağlarının dipol momentleri birbirini yok etmez ve molekül net bir dipol momentine sahiptir. Bor triflorür, trigonal düzlemsel bir bileşiktir. Bor-flor bağlarının dipol momentleri, moleküler simetri sayesinde birbirini iptal eder ve bileşik apolardır.

Bununla birlikte, trigonal piramidal fosfor triklorür moleküllerindeki üç polar bağın dipol momentleri birbirini iptal etmez, bu da onu polar bir bileşik yapar. Tetraflorometan, dört özdeş polar bağın dipol momentleri birbirini iptal ettiğinden apolar bir tetrahedral moleküldür. Florometan ayrıca dört yüzlü bir moleküldür.

Bununla birlikte, C-F bağının, C-H bağlarına kıyasla daha büyük bir dipol momentine sahip olması ve bağ dipol momentlerinin birbirini iptal etmemesi nedeniyle net bir dipol momentine sahiptir. Bir elektrik alanında, polar moleküller pozitif ucu negatif plakaya doğru ve negatif ucu pozitif plakaya doğru hizalar. Buna karşılık, apolar moleküller elektrik alanından etkilenmez.

Genel olarak, polar çözücüler polar çözücüleri çözer ve apolar çözücüler apolar çözücüleri çözer çünkü benzer molekül türleri daha uygun etkileşimlere sahip olma eğilimindedir. Su kutupsaldır ve genellikle sofra şekeri olarak bilinen sakkaroz gibi polar bileşikleri kolayca çözer. Yağ apolardır ve su ile karışmaz.