Vai ūdens polārs vai nepolārs?
Kas ir polaritāte?
Polaritāte ir termins, ko izmanto elektrībā, magnētikā un elektroniskajā signalizācijā. Ķīmijā polaritāte izskaidro savienojumu veidošanos starp atomiem elektronu apmaiņas dēļ. Polāras molekulas rodas, kad viens no atomiem rada spēcīgāku pievilcīgo spēku elektroniem saitē. Faktiski atomi ir vairāk vērsti pret šo atomu nekā otrs atoms, kas rada nelielu lādiņa nelīdzsvarotību.
Kā var noteikt polaritāti?
Polaritātes noteikšana tiek veikta, izmantojot koncepciju, ko sauc par elektronegativitāti. Elektronegativitāte ir veids, kā izteikt atoma tendenci piesaistīt elektronus ķīmiskajā saitē. To aprēķina, iegūstot attiecīgo atomu elektronu negativitātes atšķirību. Ja starpība ir starp 0, 4 un 1, 7, tad saiti apraksta kā polāru. Ja starpība ir mazāka par 0, 4, tad saite nav polārais kovalents. Šī nozīme ir tāda, ka starp atomiem būs vienāds elektronu sadalījums. Gluži pretēji, ja starpība ir lielāka par 1, 7, tad saite satur jonu raksturu.
Vai ūdens polārs vai nav polārs?
Ūdens ir polāra molekula, jo tai ir nevienlīdzīga elektronu dalīšanās. Ūdens ir ķīmiski rakstīts kā H2O, kas nozīmē, ka tas sastāv no ūdeņraža un skābekļa atomiem. Ūdeņradis ir Periodiskās tabulas pirmajā vietā, turpretī skābeklis ir skaitlis 14. Tā rezultātā skābekļa konfigurācija ir 2, 8, 4, bet ūdeņraža - 1. Kad divi ūdeņraža atomi apvienojas ar vienu skābekļa atomu, divi no četriem elektroniem ir divi. skābeklis veido spēcīgu saiti ūdenī. Rezultāts ir tas, ka elektronu koplietošana ir nevienmērīga, jo divi elektroni paliek neizmantoti. Ūdeņraža gals kļūst daļēji pozitīvs, bet skābekļa gals ir daļēji negatīvs. Turklāt skābekļa atomam ir spēcīgāks pievilcīgs spēks, tādējādi piesaistot tam vairāk atomu. Pēc tam molekulā parādās lādiņa nelīdzsvarotība. Bez ūdens ūdeņraža fluorīds ir arī polārā molekula.
Atšķirībā no ūdens, ne polārās molekulas rodas divos gadījumos. Pirmkārt, tas varētu būt saistīts ar vienādu elektronu sadali starp atomiem. Otrkārt, tas varētu būt saistīts ar polāro saikņu simetrisko izvietojumu sarežģītākā molekulā, piemēram, bora trifluorīdā (BF 3 ). Svarīgs fakts, ka jāņem vērā, ir tas, ka ne katra molekula ar polārajām saitēm ir polāra molekula. Šāda scenārija piemērs ir oglekļa dioksīds (CO 2 ). Oglekļa dioksīds nerada polāro molekulu, jo tā ģeometrija ir lineāra. Abi dipola momenti atceļ viens otru, kā rezultātā nav neto molekulārā dipola momenta. Nepolāru savienojumu piemēri ir nafta un benzīns.
Kāpēc ir svarīga ūdens polaritāte?
Ūdens polaritāte padara ūdeni par īpašu vielu, jo tā veicina atsevišķu ūdens unikālo raksturojumu. Unikālās iezīmes ietver tās blīvumu, spēju izšķīdināt vielas un tās stiprās saites, kas molekulas cieši savieno. Šīs ūdens īpašības ļauj tai veikt savu pamatuzdevumu dzīvības uzturēšanā.
Ūdens spēja izšķīdināt vielas
Tā kā ūdenim ir gan pozitīvi uzlādēti, gan negatīvi uzlādēti joni, tas var izšķīdināt vielas. Piemēram, sāls, ko ķīmiski sauc par nātrija hlorīdu, bieži izšķīst ūdenī. Kas notiek, pozitīvi uzlādētie ūdens molekulu gali piesaista negatīvi uzlādētos hlorīda jonus. No otras puses, negatīvi lādētais gals piesaista pozitīvi uzlādētos pozitīvos nātrija jonus. Sāls iesūkšana ūdenī noved pie nātrija hlorīda jonu atdalīšanas ar ūdens molekulām. Tādējādi sāls izšķīst ūdenī.
Ūdens blīvums saldējot
Ledus blīvums parasti ir mazāks nekā ūdens, kas izraisa ledus peldēšanu uz ūdens. Iemesls tam ir tas, ka saldētas ūdens ūdens molekulas ir tālāk viena no otras, taču tās ir cieši saistītas ar ūdeņraža saiti. Tāpēc dzesēšanas temperatūra palielina ūdens blīvumu, bet tikai līdz četriem grādiem pēc Celsija. Pēc tam blīvums samazinās un, kad tas sasniedz nulles grādus vai zemāk, tas ir vieglāks par ūdeni. Pēc tam ledus var peldēt ūdenī, tādējādi atbalstot jūras dzīvi.
Spēcīgas obligācijas ūdenī
Spēcīgās saites, kas satur ūdens molekulas, kopā veicina tās unikālās fiziskās īpašības. Cieši nostiprinātās molekulas rada ļoti augstu viršanas un kausēšanas temperatūru ūdenī.
