Hva er polaritet?
Polaritet er et begrep som brukes i elektrisitet, magnetisme og elektronisk signalering. I kjemi forklarer polariteten dannelsen av bindinger mellom atomer på grunn av deling av elektroner. Polare molekyler oppstår når et av atomene utøver en sterkere attraktiv kraft på elektronene i bindingen. I virkeligheten er atomer mer trukket mot det atomet enn det andre atom som fører til en liten ladingsobalanse.
Hvordan bestemmer man polaritet?
Bestemmelsen av polaritet er gjort gjennom et konsept kjent som elektronegativitet. Elektronegativitet er en måte å uttrykke et atoms tendens til å tiltrekke seg elektroner i et kjemisk bindemiddel. Det beregnes ved å få forskjellen i elektronnegativiteter av atomene i spørsmålet. Hvis forskjellen er mellom 0.4 og 1.7, blir bindingen beskrevet som polar. Hvis forskjellen er under 0.4, er bindingen en ikke-polar kovalent. Betydningen av dette er at det vil være lik deling av elektronene mellom atomer. Tvert imot, hvis forskjellen er over 1.7, inneholder bindingen en ionisk karakter.
Er vannpolar eller ikke-polar?
Vann er et polart molekyl siden det har en ulik deling av elektroner. Vann er kjemisk skrevet som H2O betyr at den består av hydrogen og oksygenatomer. Hydrogen er nummer ett i periodisk tabell mens oksygen er tall 14. Som et resultat er konfigurasjonen av oksygen 2.8.4 mens den av hydrogen er 1. Når to hydrogenatomer kombinerer med ett oksygenatom, danner to av de fire elektronene i oksygen den sterke bindingen i vann. Den resulterende effekten er at det er en ulik deling av elektroner siden to elektroner forblir ubrukte. Hydrogenenden blir delvis positiv mens oksygenenden er delvis negativ. Videre har oksygenatomet en sterkere attraktiv kraft og dermed tegner flere atomer til den. Deretter oppstår det en ladingsobalanse i molekylet. Foruten vann er hydrogenfluorid også et polært molekyl.
I motsetning til vann oppstår de ikke-polare molekylene i to tilfeller. For det første kan det skyldes lik deling av elektroner mellom atomene. For det andre kan det skyldes det symmetriske arrangementet av polære bindinger inn i et mer komplekst molekyl slik som bortrifluoridet (BF3). Et viktig faktum at man må legge merke til er at ikke hvert molekyl med polære bindinger er et polært molekyl. Et eksempel på dette scenariet er karbondioksid (CO2). Kullsyre danner ikke en ikke-polar molekylær siden geometrien er lineær. De to dipolmomentene avbryter hverandre, noe som fører til ikke noe molekyldipolmoment. Eksempler på ikke-polare forbindelser er olje og bensin.
Hvorfor er Vannpolariteten viktig?
Vannets polaritet gjør vann til en spesiell substans fordi den bidrar til noen av vannets unike egenskaper. De unike egenskapene inkluderer dens tetthet, dets evne til å oppløse stoffer og dets besittelse av sterke bindinger som holder molekylene fast sammen. Disse egenskapene ved vann gjør det mulig å utføre sin grunnleggende funksjon for å opprettholde livet.
Vannets evne til å oppløse stoffer
Siden vann har både positivt ladede og negativt ladede ioner, kan det oppløse stoffer. For eksempel oppløses salt som kjemisk kalles natriumklorid ofte i vann. Hva skjer er at de positivt ladede ender av vannmolekylene tiltrekker de negativt ladede kloridioner. På den annen side tiltrekker de negativt ladede ender de positivt ladede positive natriumioner. Submerging salt i vann fører til separasjon av natriumkloridionene av vannmolekylene. Derfor oppløses saltet i vann.
Tetthet av vann når det er frosset
Isens tetthet er normalt mindre enn det for vann som medfører at isen flyter på vann. Årsaken til dette er at vannmolekylene av frosset vann er lenger fra hverandre, men fast holdt til hverandre av hydrogenbindingen. Derfor fører kjøletemperaturene til økningen i tetthet av vann, men bare opp til fire grader Celsius. Etter det faller tettheten, og når den når null eller lavere, er den lettere enn vann. Is kan da flyte i vann og derved støtte sjølivet.
Sterke obligasjoner i vann
De sterke bindingene som holder vannmolekylene sammen bidrar til sine unike fysiske egenskaper. De fastholdte molekylene resulterer i de meget høye kokende og smeltepunktene av vann.
