Is H2O polair of apolair?

Water of H2O is een stof die is samengesteld uit de chemische elementen waterstof en zuurstof en kan worden gevonden in gasvormige, vloeibare en vaste toestand van materie. Het is in overvloed beschikbaar als een essentieel element dat in vele verbindingen aanwezig is. Een veel voorkomende vraag die bij studenten opkomt is of H2O (water) polair of niet-polair is. In dit artikel zal ik deze vraag in detail beantwoorden.

Zo, is H2O polair of niet-polair? Ja, water (H2O) is polair. Dit komt door de gebogen vorm van de watermolecule, waardoor er een ongelijke ladingsverdeling is over de waterstof- en zuurstofatomen die in de watermolecule betrokken zijn. Daarom bezit het watermolecuul een netto dipoolmoment.

Als smaak- en reukloze vloeistof bij kamertemperatuur heeft water de bijzondere eigenschap om tal van andere stoffen op te lossen als een veelzijdig oplosmiddel dat essentieel is voor levende wezens in de wereld.

Waterige oplossingen zijn van vitaal belang geweest bij het ontstaan van de beschaving, omdat alle levende organismen afhankelijk zijn van waterige oplossingen, zoals bloed en spijsverteringssappen, voor biologische processen.

Water in kleine hoeveelheden lijkt kleurloos, maar er wordt gezegd dat het intrinsiek blauwe kleur bezit bij blootstelling aan lichte absorptie van licht op de rode golflengte.

Want het is een polair molecuul, kan water unieke fysische eigenschappen hebben zoals een hoog kookpunt, specifieke warmtecapaciteit, oppervlaktespanning, en oplossend vermogen.

Hier zullen we bespreken of het water polair of niet-polair is, en wat het maakt tot een van hen.

Wat zijn polaire en apolaire moleculen

Er zijn verschillende soorten bindingen die twee of meer atomen verbinden tot moleculen van ionische, covalente, waterstof- en metallische typen onder gegeven omstandigheden. De twee meest bijzondere en sterkste soorten bindingen zijn ionische en covalente bindingen.

Ionische bindingen worden gevormd wanneer atomen van tegengestelde lading en tekens elkaar aantrekken om geneutraliseerde moleculen te creëren.

Covalente bindingen worden gevormd in een toestand waarin atomen elektronen kunnen delen om moleculen te creëren. Covalente bindingen kunnen een enkele, dubbele of drievoudige binding zijn op basis van het aantal elektronen dat door de atomen wordt gedeeld.

Covalente bindingen kunnen polaire of apolaire moleculen vormen. Polaire bindingen worden gevormd wanneer twee moleculen worden gemaakt met behulp van een covalente binding.

Elektronendichtheid wordt ook veranderd wanneer twee atomen het delen van elektronen tussen hen uitvoeren. Wanneer er een ongelijkheid is in het delen van elektronen, ontstaat er een partiële ionische lading op atomen.

Met name gebeurt dit wanneer er een groot verschil is in waarden van elektronegativiteit. Door de vorming van partiële ionische ladingen worden moleculen polaire moleculen waarbij de ene kant sterk positief geladen is en de andere kant sterk negatief.

Moleculen die gevormd worden met behulp van een gelijke covalente binding om elektronen te delen, zonder ionische lading en symmetrisch delen van elektronen worden niet-polaire moleculen genoemd. Dit gebeurt tussen atomen met gelijke elektronegativiteit.

Zonder een overvloed aan ladingen houden de ladingen elkaar in evenwicht. Veel gassen zoals waterstof, helium, zuurstof, kooldioxide en stikstof zijn enkele van de bijzondere voorbeelden van niet-polaire moleculen.

Is Water (H2O) een polair of een apolair molecuul

Water is een polair molecuul omdat het wordt gevormd met behulp van een sterk elektronegatief zuurstofatoom dat een paar van de waterstofatomen aantrekt en een licht negatieve lading bezit.

De polariteit van een molecuul hangt voornamelijk af van de samenstellende atomen en hun opstelling rond het centrale atoom. Polaire moleculen hebben de neiging watermoleculen aan te trekken, met name door middel van een waterstofbrug.

Ze worden in werkelijkheid oplosbaar in water doordat ze met succes concurreren met behulp van waterstofbruggen tussen de watermoleculen.

Niet-polaire groepen vertonen geen gunstige kansen voor hun interactie met water en worden dus niet opgenomen in een waterig milieu. Dit wordt in het algemeen het Hydrophic effect genoemd.

De moleculen van water gebruiken een grensvlak van apolair materiaal om zoveel mogelijk waterstofbruggen met andere moleculen van water tot stand te brengen, aangezien er geen mogelijkheid is om er een met apolair materiaal te vormen.

Dit is ook de reden waarom de aangrenzende entropie van water minder is dan die van apolaire verbindingen.

Wat maakt water tot een polair molecuul

De polariteit van watermoleculen vertoont vele unieke fysische eigenschappen. Een van de meest bijzondere redenen waarom water een polair molecuul is, is zijn gebogen vorm.

De bindingshoek tussen de O-H bindingen in het H2O-molecuul is ongeveer 104,5 graden.

De twee eenparen op het zuurstofatoom veroorzaken de afstoting van het eenpaar-bondpaar, waardoor de gebogen vorm van H2O wordt gevormd. De geometrische structuur van het H2O-molecuul is niet-vlak.

Een belangrijk deel van de licht negatieve lading en de positieve lading in het watermolecuul blijft door de vorm aan de andere kant van het molecuul.

Dit wordt beschouwd als een belangrijk voorbeeld van polaire covalente chemische binding in watermoleculen.

De verklaring dat de toestand van het deeltje niet direct en niet polair is (bijv, zoals CO2) is een gevolg van het verschil in elektronegativiteit tussen waterstof en zuurstof. De elektronegativiteitswaarde van waterstof is 2,1, terwijl de elektronegativiteitswaarde van zuurstof 3,5 is.

Hoe kleiner het verschil in elektronegativiteit blijft, hoe zekerder atomen een covalente binding vormen. Een enorm onderscheid tussen elektronegativiteit zoekt kan worden gerealiseerd met de ionische bindingen.

Waterstof en zuurstof vertonen beide kenmerken van niet-metalen onder normale omstandigheden, echter, zuurstof vertoont een aanzienlijke hoeveelheid meer elektronegatief dan waterstof, zodat de twee deeltjes een covalente verbinding structureren, maar toch is het polair.

Het zeer elektronegatieve zuurstofmolecuul trekt elektronen of negatieve lading naar zich toe, waardoor de zone rond de zuurstof negatiever is dan de zones rond de twee waterstofatomen.

De elektrisch positieve segmenten van de waterstofmoleculen worden gebogen met de twee gevulde orbitalen van de zuurstof.

Fundamenteel worden beide waterstofmoleculen naar een gelijke kant van het zuurstofatoom getrokken, maar zij zijn zo ver van elkaar gescheiden als zij kunnen zijn op grond van het feit dat de waterstofatomen beide een positieve lading bezitten.

De gebogen vorm is een evenwicht tussen aantrekking en afstoting tijdens de vorming van moleculen.

Nadat de covalente binding tussen elke waterstof en zuurstof in water polair is, kan een watermolecuul worden geïdentificeerd als een elektrisch neutraal molecuul.

Elk watermolecuul zou 10 protonen en 10 elektronen hebben, voor een netto lading van 0.

Voor een beter gedetailleerd begrip moet u ook het artikel over H2O lewis-structuur, moleculaire geometrie en hybridisatie bekijken.

De polariteit van water & De invloed ervan op fysische eigenschappen

De polariteit van water vertoont vele invloeden op de fysische eigenschappen van zijn moleculen, in de eerste plaats de eigenschappen van het oplosmiddel.

In eerste instantie verduidelijkt de polariteit van water zijn oplosbare eigenschappen. Een voorbeeld van water als vloeistof is uitgerust voor het oplossen van diverse ionische verbindingen zoals zouten, polaire organische verbindingen d.w.z. ethanol (alcoholische drank), en zuren.

De polaire watermoleculen oefenen een trekkracht uit op alle verbindingen of andere polaire moleculen, trekken ze los van hun grotere structuur en lossen ze op.

Omdat het ionische verbindingen onmiddellijk kan afbreken, kan water fungeren als een effectieve geleider van elektriciteit.

Ondanks regelmatige feiten en discussies, wordt zuiver water nog steeds geïdentificeerd als een inefficiënte geleider van elektriciteit.

Op het punt dat water een kleine hoeveelheid van een ionische verbinding (zoals tafelzout) echter afbreekt, verandert het in een elektrische geleider. Bijna elk levend wezen is afhankelijk van de oplosbare capaciteiten van water om te overleven.

De polariteit van water maakt het bovendien mogelijk om deel te nemen aan een uitzonderlijk soort intermoleculaire eigenschap van het creëren van bindingen genaamd waterstof holding.

Waterstofbindingen worden gevormd wanneer waterstof is gekoppeld aan een progressief elektronegatief element zoals zuurstof, stikstof, fluor en zich binnen het zicht van een ander polair molecuul of een enkel elektronenpaar bevindt.

De positief geladen waterstofbrug van watermoleculen trekt de negatief geladen zuurstof aan, waardoor een gedeeltelijke elektrostatische band tussen verschillende watermoleculen wordt gevormd.

Een enkel watermolecuul kan deelnemen aan maximaal vier waterstofbruggen met naburige watermoleculen.

Omdat de elektrostatische aantrekkingskracht tussen twee geladen lichamen evenredig is met de gekwadrateerde afstand tussen hen, neemt de sterkte van de bindingen toe naarmate een waterstofatoom dichter bij een naburig watermolecuul komt.

Doordat waterstofatomen klein van omvang zijn, kunnen zij zeer dicht bij de naburige zuurstofatomen komen en over het algemeen solide elektrostatische bindingen vormen.

Conclusie

Elk watermolecuul trekt andere moleculen aan vanwege hun tegengestelde ladingen en polaire moleculen of ionen die bestaan uit diverse biomoleculen zoals suikers, nucleïnezuren en sommige aminozuren.

Een polair molecuul gaat interactief met water om of lost erin op, dergelijke moleculen worden hydrofiel genoemd.

Niet-polaire moleculen daarentegen gaan niet zo interactief met water om en houden het gescheiden in plaats van erin op te lossen, en worden dus hydrofoob genoemd.

Omdat water een verbinding is gevormd in de samenstelling van twee atomen waterstof en één atoom zuurstof, maakt het meer electronegatieve zuurstofatoom het een polair molecuul en het vertoont een asymmetrische aantrekkingskracht op de deelnemende elektronen van het molecuul.

Het meer-staten gedrag van water is in het bijzonder gestandaardiseerd door de polariteit en de waterstofbruggen. Het is de enige bekende verbinding die bestaat in alle drie de staten van materie, namelijk vaste, vloeibare en gasvormige vorm, zelfs in de standaard omgeving.

Omdat water een polair molecuul is, beschikt het over Waterstofbruggen met een relatief stabiel fysiek bestaan in een uitgebreid bereik van temperatuur en druk omstandigheden.

Het bestaan van waterstofbruggen toont bovendien aan hoe water volumetrische expansie vertoont wanneer het door het proces van bevriezing in ijs- of verkochte vorm verandert.

De meeste verbindingen vertonen een verhoogde dichtheid wanneer zij door afkoeling in vaste vorm veranderen door bevriezing, maar in het geval van water nadat het tot 4 graden C is afgekoeld, begint het zich uit te breiden.

Het uitzetten van bewegende moleculen van water maakt de vorming van waterstofbruggen eenvoudiger en rangschikt de moleculen van de verbinding in een kristallijne structuur.

We kunnen concluderen dat het volume van een monster van gestold water met ongeveer 9% uitzet, dus een blikje frisdrank kan mogelijk exploderen terwijl het in de vriezer wordt bewaard.

Zoals besproken in de eerdere paragrafen, toont de polariteit zijn unieke en speciale eigenschappen aan die ook veel voordelige effecten creëren voor levende wezens.