Trin-for-trin guide til beregning af molekylær polaritet

Af David Ward Opdateret 24. marts 2022

En kemiker kan ofte forudsige, om et molekyle er polært ved at overveje elektronegativiteten af dets konstituerende atomer. Men en præcis bestemmelse af et molekyles dipolmoment kræver en nøjagtig beskrivelse af dets geometri og anvendelse af vektoraddition. I denne metode er hver binding repræsenteret af en vektor, hvis størrelse afspejler elektronegativitetsforskellen, og hvis retning følger bindingsorienteringen inden for den tredimensionelle form.

Trin 1

Tegn molekylet i en standard Lewis-struktur, inklusive alle atomer og ensomme par. Denne visuelle repræsentation er grundlaget for efterfølgende analyse.

Trin 2

Bestem den molekylære geometri. Almindelige former omfatter:

• Lineær – et eller to bundne atomer.
• Angular – to bundne atomer med enlige par.
• Trigonal plan – tre bundne atomer uden enlige par.
• Trigonal pyramideformet – tre bundne atomer med et ensomt par.
• Tetraedrisk – fire bundne atomer.

Trin 3

Tildel elektronegativitetsværdier (Pauling-skala) til hvert atom. Størrelsen af ​​hver vektor vil være proportional med elektronegativitetsforskellen mellem de bundne atomer. For eksempel ville en C–O-binding (2.5Pauling-enheder) generere en længere vektor end en C–H-binding (1.0Pauling-enheder).

Trin 4

Tegn en vektor for hver binding, med længden angivet af elektronegativitetsforskellen og retningen angivet af bindingens orientering i den molekylære form. Sørg for, at vektorerne er placeret, så deres hale peger på det delte elektronpar.

Trin 5

Udfør vektoraddition ved at justere vektorerne ende-til-ende. Den resulterende vektor, målt fra oprindelsen til den frie ende, repræsenterer molekylets dipolmoment. En resulterende ikke-nul angiver polaritet; dens størrelse svarer til dipolstyrken, og dens retning peger mod den mere elektronegative side.

TL;DR (for lang; læste ikke)

Almindelige molekyler har ofte offentliggjorte dipolmomenter. Når du estimerer polaritet, skal du kigge efter stærkt elektronegative atomer såsom oxygen eller fluor på den ene side af strukturen. Deres tilstedeværelse på den ene side skaber typisk en netdipol i den retning.

Advarsel

Beregning af dipolmomenter bliver stadig mere kompleks for større molekyler og udføres normalt med computerkemisoftware. Vektormetoden, der er skitseret her, er bedst egnet til små, simple molekyler.