Полярний та неполярний зв’язок
Статті з природничих наук та математики
Полярний та неполярний зв'язок. Властивості ковалентного зв'язку
Якщо молекула утворена однаковими атомами (O2, H2, Cl2), між ними утворюється неполярна ковалентна зв'язок. У такому разі валентні електрони притягуються атомами з рівною силою, тому загальна електронна хмара розташована симетрично щодо обох атомів. Електронна пара, що утворює зв'язок, однаково належить обом атомам.
Якщо ковалентний зв'язок у молекулі утворюють атоми різних елементів, вона буде полярною. У полярному ковалентному зв'язку електронна пара зміщена до атома з більшою електронегативністю, тобто до того, що сильніше притягує електрони. Оскільки електронегативність у кожного хімічного елемента своя, зміщення в полярних зв'язках може бути різне. Чим більша різниця між електронегативностями, тим більшою буде полярність зв'язку. У полярному зв'язку електронна хмара зміщена до того елемента, що притягує до себе електрони. Так у молекулі HF порівняно з HI полярність зв'язку більша, тому що фтор більш електронегативний елемент.
У молекулах з полярними ковалентними зв'язками через те, що електронна хмара зміщена, молекула набуває негативного та позитивного заряду в різних своїх точках. Тобто молекула стає полярною – диполем. Так відбувається у молекулі води, де електрони водню зміщуються до атома кисню, у результаті водень більше позитивний заряд, а в кисню негативний.
Невеликий негативний заряд (δ-) у атома, якого зміщені електрони, дорівнює позитивному заряду (δ+) на атомі, від якого відтягуються атоми. (Якщо розглядати двоатомні молекули).
Однак бувають молекули з полярним зв'язком, якінеполярні, т. е. є диполями. Так, молекула вуглекислого газу CO2 неполярна. Хоча 4 зовнішні електрони вуглецю відтягнуті по 2 до атомів кисню, але через те, що вуглець розташований в центрі молекули, вона в цілому неполярна.
Полярний ковалентний зв'язок також характеризується довгим зв'язком (відстанню між ядрами атомів). Ядра знаходяться один від одного на такій відстані, де енергія молекули мінімальна. Цей стан досягається, коли електронні хмари максимально перекриваються. Зазвичай що більше розміри атомів, то більше в них довжина зв'язку. Так, у молекулі водню (H2) довжина зв'язку найменша.
Коли атом утворює кілька полярних зв'язків, зв'язки утворюють певний кут між собою — валентний кут (від 90° до 180°). Так у CO2 кут між зв'язками дорівнює 180 °. Валентні кути визначають геометричну форму молекули.