Polaritet

Polaritet är ett begrepp som innebär att vi har en del av en molekyl som är mer laddad än en annan del av samma molekyl. Vi ska här försöka reda ut vad allt betyder. Innan du läser denna artikeln kan det vara bra att ha läst artikeln om elektronegativitet.

Polaritet

För att åstadkomma polaritet måste vi ha ett överskott på elektroner på ett ställe, och ett underskott på ett annat i molekylen.

Polära kovalenta bindningar

Det första som behövs för att en molekyl ska kunna vara polär är att den innehåller polära kovalenta bindningar. Om vi inte har sådana bindningar så klassas molekylen per automatik som opolär. Exempel på opolära ämnen är kolväten, där bindningen mellan kol och väte inte är polär nog att klassas som polär kovalent bindning.

Avsaknad av symmetri

Det andra som behövs är att molekylen inte är symmetrisk. Symmetri i detta fallet är att laddningens centrum i molekylen är densamma som molekylens geografiska centrum. Om vi placerar ut polära kovalenta bindningar runt om i molekylen på ett symmetriskt sätt så kommer laddningen och geografin att sammanfalla på exakt samma plats i molekylen, och då är molekylen inte polär. Hade vi däremot lagt alla kovalenta bindningar på en sida av molekylen så hade laddningen blivit förskjuten från molekylens centrum, och molekylen är polär. Detta kan vara lite krångligt då man måste tänka på symmetrin i tre dimensioner.

Säg att vi har koltetraklorid (bild nedan). Detta ämnet innehåller ett kol i mitten som har fyra polära kovalenta bindningar till kloratomer. Molekylen är dock symmetrisk då de polära bindningarna är jämnt fördelade kring kolet, som är molekylens centrum. Molekylen innehåller då polära kovalenta bindningar, men är inte polär.

Koltetraklorid

Tar vi istället diklormetan (bild nedan) så har vi två polära kovalenta bindningar till klor, och två kovalenta bindningar till väte. Man kan då tycka att man kan placera ut dessa två polära bindningar på ett symmetriskt sätt för att skapa en opolär molekyl, men det går inte. Orsaken till att detta kanske fungerar på papper är att man på papper bara kan uttrycka molekylen i två dimensioner. I verkligheten har molekylen tre dimensioner, och vinkeln mellan de två polära kovalenta bindningarna är ca 109,5°. Detta gör att laddningens centrum inte sammanfaller med molekylens centrum, och molekylen är polär.

Diklormetan

Att beskriva polaritet

Tre sätt att beskriva polaritet.

Det finns flera metoder för att beskriva polaritet i bilder. Det första sättet (1. i bilden) involverar δ+ och δ−. Delta (δ) betyder här att det är en liten laddning, och inte en hel elektron som har flyttats. Delta har inte ett fast värde, utan är bara ett odefinierat litet värde.

För att göra det hela lite enklare sätter man ibland ut siffror framför delta för att beskriva ungefärlig storlek i förhållande till de andra laddningarna (2. i bilden). Båda sätten att beskriva detta på är godtagbara, och används frekvent i undervisning.

Det tredje sättet att beskriva laddning på är med ett så kallat dipolmoment (3. i bilden). Dipolmomentet beskriver skillnaden mellan positiv och negativ laddning i molekylen genom en pil. Pilen kan antingen vara en enkel pil, eller ha ett streck vid basen. Basen på pilen indikerar var det är positivt, och toppen indikerar var det är negativt. Med pilen har alla laddningsskillnader lagts ihop så att den bara beskriver den totala laddningsförskjutningen i molekylen, och inte de enskilda bindningarnas påverkan.

Skillnaden mellan polaritet och dipol

Vi har hittills pratat om polaritet som en egenskap hos molekyler. Vi har även pratat om att en molekyl kan vara en dipol. Skillnaden mellan de två är att polär är ett bredare begrepp. En molekyl med flera olika funktionella grupper kan vara polär, men inte ha någon övergripande laddningsförskjutning med en tydlig positiv och negativ del. Det finns alltså molekyler som är polära, men inte är dipoler, som exempelvis glukos. Alla dipoler är däremot mer eller mindre polära (beroende på hur starka dipoler de är).

Övningsexempel

Avgör om molekylen är en dipol eller ej.

Övningsuppgift 1Svar
Ammoniak
På grund av att ett elektronpar tar upp lika mycket plats som en bindning hade gjort så är ammoniakmolekylen pyramidformad. Elektronerna i bindningarna är förskjutna till kvävet, och därmed kommer molekylen att vara polär.

Ammoniak

Här finns fyra övningsuppgifter om att bedöma om molekyler är dipoler eller ej. För att få tillgång till övningsuppgifterna behöver du ett studentkonto eller skolkonto.

Nästa artikel i serien handlar om intermolekylära bindningar (bindningar mellan molekyler).


Artikeln skriven av Matias Ekstrand. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 1 april 2010. Senast uppdaterad 20 augusti 2017.

Kommentarer är stängda