Ako určiť polaritu molekuly?
Molekula vody narúša tento všeobecný trend, pretože atóm kyslíka (najviac elektronegatívny atóm v molekule) je stredový atóm.
Molekuly sú skupiny atómov navzájom spojené. Molekuly sú niekedy spojené spôsobom, ktorý nerovnomerne rozdeľuje náboj a vytvára 2 póly (1 pozitívny a 1 negatívny). Keď sa to stane, molekula sa považuje za polárnu. Polaritu molekuly môžete určiť analýzou jej väzieb, testovaním jej interakcie s inými polárnymi látkami alebo pozorovaním jej reakcie na elektromagnetické pole.
Metóda 1 z 3: kreslenie štruktúr Lewisových bodiek
- 1Napíšte symboly pre všetky atómy v molekule. Atómové symboly pre atómy nájdete v periodickej tabuľke. Tieto symboly sa používajú na reprezentáciu každého atómu v štruktúre Lewisových bodiek. Symboly určite nezamieňajte, pretože by to mohlo spôsobiť zmätok.
- Ak sa napríklad pozeráte na molekulu vody, napíšete O, H a H.
- 2Nájdite centrálny atóm. Centrálny atóm je atóm, ku ktorému sú viazané všetky (alebo aspoň väčšina) ostatných atómov. Tieto atómy môžu, ale nemusia byť navzájom spojené. Centrálne atómy sú spravidla atómy s nízkou elektronegativitou.
- Molekula vody narúša tento všeobecný trend, pretože atóm kyslíka (najviac elektronegatívny atóm v molekule) je stredový atóm.
- Oxid uhličitý je príkladom molekuly, ktorá sleduje trend, že stredové atómy sú menej elektronegatívne. V tomto prípade je uhlík stredovým atómom.
- 3Pridajte všetky väzby. Na určenie počtu a typu prítomných väzieb použite pravidlo oktetu. Aby bola molekula stabilná, obal valencie každého atómu by mal obsahovať 8 elektrónov. Niektoré atómy môžu byť na tento účel dvojité alebo trojité.
- V molekule vody pridajte k obidvom vodíkom jednoduchú väzbu z kyslíka. Vodíky nie sú navzájom spojené.
Ak sa napríklad pozeráte na molekulu vody, napíšete O, H a H.... - 4Zahrňte neviazané elektróny. Aj keď sa na väzbu používa väčšina elektrónov, niektoré atómy majú skupinu neviazaných elektrónov. Tieto elektróny by mali byť tiež zahrnuté v Lewisovej štruktúre, pretože sú veľmi dôležité pri určovaní polarity. Reprezentujte všetky elektróny (viazané aj neviazané) bodkami okolo svojich príslušných atómov.
- Kyslík má 2 osamelé párové elektróny. To znamená, že sa nepoužívajú na spájanie, ale zostávajú pripojené k kyslíku.
- 5Hľadaj dipóly. Dipól existuje, ak sú elektróny nerovnomerne rozložené z jednej strany molekuly na druhú. Ak je to prítomné, potom je molekula polárna. Ak distribúcia vyzerá rovnomerne, molekula je nepolárna.
- Pretože elektróny sú viac priťahované kyslíkom ako vodíkom, majú tendenciu sa zhromažďovať na tomto konci molekuly. To dáva kyslíku negatívny náboj a vodíkom kladný náboj, čím vzniká dipól. Voda je teda polárna.
Metóda 2 z 3: vloženie látky do rozpúšťadiel
- 1Naplňte kadičku vodou. Voda je polárne rozpúšťadlo. Nalejte 100 ml vody do čistej kadičky. Odložte kadičku, aby ste sa k nej vrátili neskôr.
- 2Pridajte nepolárne rozpúšťadlo do novej kadičky. Medzi nepolárne rozpúšťadlá patria napríklad toluén, benzín a oleje. Pridajte 100 ml zvoleného nepolárneho rozpúšťadla do inej kadičky. Nechajte túto kadičku sedieť vedľa kadičky s vodou.
- Mnoho nepolárnych rozpúšťadiel spadá do kategórie prchavých organických zlúčenín (VOC) a sú celkom nebezpečné. Pri ich zahrievaní buďte opatrní a vždy noste masku a rukavice.
- Do druhej nádoby môžete napríklad dať rastlinný olej. Nie je prchavý, ale stále funguje ako nepolárne rozpúšťadlo.
- Acetón je tiež relatívne bezpečné organické rozpúšťadlo, ale mali by ste ho držať mimo dosahu ohňa a nosiť masku a rukavice. Acetón je prchavá zlúčenina.
- 3Do každej kadičky nalejte rovnaké množstvo látky. Vložte predmetnú látku do kadičky naplnenej vodou a kadičky naplňte nepolárnym rozpúšťadlom. Na zaistenie konzistencie použite do každej kadičky rovnaké množstvo. Môžete začať pridaním 10-20 ml do každej novej kadičky.
- Do každej kadičky môžete napríklad vložiť 20 ml izopropylalkoholu.
Polaritu molekuly môžete určiť analýzou jej väzieb, testovaním jej interakcie s inými polárnymi látkami alebo pozorovaním jej reakcie na elektromagnetické pole. - 4Zmesi premiešajte a/alebo zohrejte. Rozpúšťadlá možno bude potrebné zahriať alebo premiešať, aby sa podporila interakcia. Ak je to tak, rozpúšťadlá premiešajte a zahrejte na rovnaký stupeň. To znamená, že zahrievanie organických rozpúšťadiel, ako je toluén, je veľmi nebezpečné a mali by ste byť opatrní.
- Pri testovaní izopropylalkoholu nie je potrebné zahrievať. Miešanie je dostatočné.
- Ak ohrievate, použite varnú dosku a pomaly zohrievajte. Organické rozpúšťadlá nezahrievajte plameňom.
- 5Nechajte obe kadičky vychladnúť. Akonáhle sa zdá, že látka interaguje s jedným alebo s obidvoma rozpúšťadlami, nechajte každé z nich vychladnúť. Látka tak bude mať šancu oddeliť sa od rozpúšťadla, ak nie je kompatibilná. Tiež vám uľahčí manipuláciu so vzorkami.
- 6Sledujte výsledky. Vyhľadajte akékoľvek pevné látky alebo kvapaliny oddeľujúce sa z rozpúšťadla. To znamená, že látka nie je kompatibilná s týmto rozpúšťadlom. Pretože polárne molekuly sú kompatibilné s polárnymi rozpúšťadlami a nepolárne molekuly sú kompatibilné s nepolárnymi rozpúšťadlami, môžete vyvodiť záver, že každá látka, ktorá sa rozpúšťa vo vode, je polárna. Akákoľvek látka, ktorá sa nerozpúšťa vo vode, ale rozpúšťa sa v benzíne, toluéne, acetóne alebo inom nepolárnom rozpúšťadle, je nepolárna.
- Akonáhle sa obe kadičky usadia, všimnete si, že sa izopropylalkohol úplne rozpustil vo vode. V druhej kadičke však budú existovať 2 odlišné vrstvy, v ktorých sa alkohol oddelí od rastlinného oleja. To ukazuje, že izopropylalkohol je polárny.
Metóda 3 z 3: pôsobenie na molekuly elektromagnetizmom
- 1Priblížte látku k magnetu. Ak priblížite látku k magnetu alebo magneticky nabitému predmetu, možno budete vedieť, či je polárna alebo nepolárna. Látku položte na lavicu a priložte magnet. Nedotýkajte sa látky magnetom.
- 2Hľadaj akúkoľvek interakciu. Ak dôjde k nejakému priťahovaniu alebo odpudzovaniu magnetom, vaša látka je polárna. To však neznamená, že látka nie je polárna, ak magnet neinteraguje. Niektoré polárne molekuly nie sú dostatočne polarizované na interakciu so slabým magnetom.
- Ak máte napríklad tečúci prúd vody, magnet spôsobí, že sa prúd ohne od magnetu. Toto ukazuje jasnú interakciu.
Pretože polárne molekuly sú kompatibilné s polárnymi rozpúšťadlami a nepolárne molekuly sú kompatibilné s nepolárnymi rozpúšťadlami, môžete vyvodiť záver, že každá látka, ktorá sa rozpúšťa vo vode, je polárna. - 3Zahrejte príslušnú látku v mikrovlnnej rúre. Mikrovlny fungujú tak, že na točenie polárnych molekúl používajú vysokofrekvenčné elektromagnetické žiarenie. Pradenie vytvára trenie, ktoré vytvára teplo. Ak chcete otestovať polaritu svojej látky, vložte ju do mikrovlnnej rúry.
- Do mikrovlnnej rúry nikdy nedávajte kovy, horľaviny alebo výbušniny.
- Ak dáte do mikrovlnnej rúry vodu, všimnete si, že sa zahrieva. Je polárny.
- Ak vyskúšate vložiť detský olej do mikrovlnnej rúry, všimnete si, že sa zdá, že mikrovlnná rúra ho nezahrieva veľmi dobre. Je nepolárny.
- 4Pozorujte látku. Hľadaj známky deformácie alebo topenia. Skontrolujte, či je látka horúca. Ak mikrovlnná rúra zasiahla látku, je polárna.
- Keď sa mikrovlnná rúra zapne, látka bude vystavená žiareniu. Ak ide o polárnu látku, žiarenie prinúti molekuly točiť sa (aj keď to nebude viditeľné). Ak je látka nepolárna, mikrovlnné rúry budú mať malý účinok.
Prečítajte si tiež: Ako nakresliť Lewisove bodové štruktúry?
