Proč je voda polární molekula?

Voda je polární molekula a také působí jako polární rozpouštědlo. Když se říká, že chemický druh je „polární“, znamená to, že kladné a záporné elektrické náboje jsou nerovnoměrně distribuovány. Pozitivní náboj pochází z atomového jádra, zatímco elektrony dodávají záporný náboj. Je to pohyb elektronů, který určuje polaritu. Tady je, jak to funguje pro vodu.

Voda (H₂Ó) je polární kvůli ohnutému tvaru molekuly. Tvar znamená většinu negativního náboje z kyslíku na straně molekuly a kladný náboj atomů vodíku je na druhé straně molekuly. Toto je příklad polární kovalentní chemické vazby. Pokud jsou soluty přidány do vody, mohou být ovlivněny distribucí náboje.

Důvod, proč tvar molekuly není lineární a nepolární (např. Jako CO₂) je kvůli rozdílu v elektronegativita mezi vodíkem a kyslíkem. Hodnota elektronegativity vodíku je 2,1, zatímco elektronegativita kyslíku je 3,5. čím menší je rozdíl mezi hodnotami elektronegativity, tím pravděpodobnější atomy vytvoří kovalent pouto. U iontových vazeb je patrný velký rozdíl mezi hodnotami elektronegativity. Vodík a kyslík fungují jako nekovy za běžných podmínek, ale kyslík je docela a trochu elektronegativnější než vodík, takže dva atomy tvoří kovalentní chemickou vazbu, ale je to polární.

Vysoce elektronegativní atom kyslíku k němu přitahuje elektrony nebo záporný náboj, takže oblast kolem kyslíku je negativnější než oblasti kolem dvou atomů vodíku. Elektricky pozitivní části molekuly (atomy vodíku) jsou ohnuty pryč od dvou naplněných orbitálů kyslíku. V zásadě jsou oba atomy vodíku přitahovány na stejnou stranu atomu kyslíku, ale jsou od sebe tak vzdálené, jak mohou, protože atomy vodíku nesou kladný náboj. Ohnutá konformace je rovnováhou mezi přitažlivostí a odporem.

Pamatujte, že i když kovalentní vazba mezi každým vodíkem a kyslíkem ve vodě je polární, molekula vody je celkově elektricky neutrální molekula. Každá molekula vody má 10 protonů a 10 elektronů za čistou náboj 0.

Tvar každé molekuly vody ovlivňuje způsob, jakým interaguje s jinými molekulami vody as jinými látkami. Voda funguje jako polární solventní protože to může být přitahováno k pozitivnímu nebo negativnímu elektrickému náboji na solutu. Mírný záporný náboj v blízkosti atomu kyslíku přitahuje blízké atomy vodíku z vody nebo z pozitivně nabitých oblastí jiných molekul. Mírně pozitivní vodíková strana každé molekuly vody přitahuje další atomy kyslíku a negativně nabité oblasti jiných molekul. vodíková vazba mezi vodíkem jedné molekuly vody a kyslíkem jiné drží vodu pohromadě a dává jí zajímavé vlastnosti, ale vodíkové vazby nejsou tak silné jako kovalentní vazby. Zatímco molekuly vody jsou přitahovány k sobě navzájem vodíkovou vazbou, asi 20% z nich je v libovolném čase volné pro interakci s jinými chemickými látkami. Tato interakce se nazývá hydratace nebo rozpouštění.