Czy woda jest polarna czy niepolarna?
Co to jest biegunowość?
Polaryzacja to termin używany w elektryczności, magnetyzmie i sygnalizacji elektronicznej. W chemii biegunowość wyjaśnia powstawanie wiązań między atomami w wyniku dzielenia się elektronów. Cząsteczki polarne powstają, gdy jeden z atomów wywiera silniejszą siłę przyciągania na elektrony w wiązaniu. W efekcie atomy są bardziej przyciągane do tego atomu niż drugi atom, co prowadzi do niewielkiej nierównowagi ładunku.
Jak można określić biegunowość?
Określenie polaryzacji odbywa się za pomocą koncepcji zwanej elektroujemnością. Elektroujemność jest sposobem wyrażania tendencji atomu do przyciągania elektronów wiązaniem chemicznym. Oblicza się go, uzyskując różnicę ujemności elektronów omawianych atomów. Jeśli różnica wynosi od 0, 4 do 1, 7, to wiązanie jest opisane jako polarne. Jeśli różnica wynosi poniżej 0, 4, wówczas wiązanie jest kowalencyjne niepolarne. Znaczenie tego jest takie, że będzie równy podział elektronów między atomami. Przeciwnie, jeśli różnica jest większa niż 1, 7, wówczas wiązanie zawiera charakter jonowy.
Czy woda jest polarna czy niepolarna?
Woda jest cząsteczką polarną, ponieważ ma nierówny podział elektronów. Woda jest zapisywana chemicznie jako H 2 O, co oznacza, że składa się z atomów wodoru i tlenu. Wodór jest numerem jeden w Układzie Okresowym, podczas gdy tlen ma numer 14. W rezultacie konfiguracja tlenu wynosi 2.8.4, podczas gdy wodoru wynosi 1. Gdy dwa atomy wodoru łączą się z jednym atomem tlenu, dwa z czterech elektronów w tlen tworzy silne wiązanie w wodzie. Wynikiem tego jest nierówny podział elektronów, ponieważ dwa elektrony pozostają nieużywane. Koniec wodoru staje się częściowo dodatni, podczas gdy koniec tlenu jest częściowo ujemny. Ponadto atom tlenu ma silniejszą siłę przyciągania, a tym samym przyciąga do niego więcej atomów. Następnie powstaje nierównowaga ładunku w cząsteczce. Oprócz wody fluorowodór jest również cząsteczką polarną.
W przeciwieństwie do wody, niepolarne molekuły powstają w dwóch przypadkach. Po pierwsze, może to być spowodowane równym podziałem elektronów między atomami. Po drugie, może to być spowodowane symetrycznym układem wiązań polarnych w bardziej złożoną cząsteczkę, taką jak trifluorek boru (BF 3 ). Ważnym faktem, na który należy zwrócić uwagę, jest to, że nie każda molekuła z wiązaniami polarnymi jest cząsteczką polarną. Przykładem tego scenariusza jest dwutlenek węgla (CO 2 ). Dwutlenek węgla nie tworzy niepolarnych cząsteczek, ponieważ jego geometria jest liniowa. Dwa momenty dipolowe anulują się wzajemnie, co prowadzi do braku momentu dipolowego netto. Przykładami związków niepolarnych są olej i benzyna.
Dlaczego biegunowość wody jest ważna?
Polaryzacja wody sprawia, że woda jest specjalną substancją, ponieważ przyczynia się do niektórych unikalnych właściwości wody. Unikalne cechy obejmują jego gęstość, zdolność do rozpuszczania substancji i posiadanie silnych wiązań, które mocno trzymają cząsteczki. Te cechy wody umożliwiają jej wykonywanie podstawowej funkcji podtrzymywania życia.
Zdolność wody do rozpuszczania substancji
Ponieważ woda ma zarówno dodatnio naładowane, jak i ujemnie naładowane jony, może rozpuszczać substancje. Na przykład sól chemicznie nazywana chlorkiem sodu często rozpuszcza się w wodzie. Dzieje się tak, że dodatnio naładowane końce cząsteczek wody przyciągają ujemnie naładowane jony chlorkowe. Z drugiej strony, ujemnie naładowane końce przyciągają dodatnio naładowane dodatnie jony sodu. Zanurzenie soli w wodzie prowadzi do oddzielenia jonów chlorku sodu przez cząsteczki wody. Dlatego sól rozpuszcza się w wodzie.
Gęstość wody po zamrożeniu
Gęstość lodu jest zwykle mniejsza niż gęstość wody, co powoduje, że lód unosi się na wodzie. Powodem tego jest to, że cząsteczki wody zamrożonej wody są dalej od siebie oddalone, ale mocno połączone ze sobą wiązaniem wodorowym. Dlatego temperatury chłodzenia prowadzą do zwiększenia gęstości wody, ale tylko do czterech stopni Celsjusza. Następnie gęstość maleje, a gdy osiągnie zero stopni lub mniej, jest lżejsza niż woda. Lód może wtedy unosić się w wodzie, wspierając w ten sposób życie morskie.
Silne wiązania w wodzie
Silne wiązania, które utrzymują cząsteczki wody razem, przyczyniają się do jej unikalnych właściwości fizycznych. Ciasno trzymane cząsteczki dają bardzo wysokie temperatury wrzenia i topnienia wody.
