Este H2O polară sau nepolară?

Apa sau H2O este o substanță compusă din elementele chimice Hidrogen și Oxigen și poate fi găsită în stare gazoasă, lichidă și solidă. Este disponibilă din abundență, fiind un element esențial prezent în mulți compuși. O întrebare frecventă care apare în rândul elevilor este dacă H2O(apa) este polară sau nepolară. Așadar, voi răspunde la această întrebare în detaliu în acest articol.

Deci, este H2O polar pe nepolar? Da, apa (H2O) este polară. Acest lucru se datorează formei curbate a moleculei de apă din cauza căreia există o distribuție inegală a sarcinilor pe atomii de hidrogen și oxigen implicați în molecula de apă. Prin urmare, molecula de apă posedă un moment dipolar net.

Fiind un compus lichid insipid și inodor la temperatura camerei, apa are proprietatea specială de a dizolva o mulțime de alte substanțe, fiind un solvent versatil, esențial pentru ființele vii din lume.

Soluțiile apoase au fost vitale în apariția civilizației, deoarece toate organismele vii depind de soluții apoase, cum ar fi sângele și sucurile digestive, pentru procesele biologice.

Apa în cantități mici pare incoloră, dar se spune că posedă în mod intrinsec culoarea albastră atunci când este expusă la o ușoară absorbție a luminii cu lungime de undă roșie.

În timp ce este o moleculă polară, apa poate avea proprietăți fizice unice, cum ar fi puncte de fierbere ridicate, capacitate termică specifică, tensiune superficială și capacități de solvent.

Aici vom discuta dacă apa este polară sau nepolară și ce o face să fie oricare dintre ele.

Ce sunt moleculele polare și nepolare

Există diferite tipuri de legături care unesc doi sau mai mulți atomi pentru a crea molecule de tip ionic, covalent, hidrogen și metalic în condiții date. Cele două tipuri de legături cele mai particulare și mai puternice sunt legăturile ionice și covalente.

Legăturile ionice se formează atunci când atomii de sarcină și semne opuse se atrag reciproc pentru a crea molecule neutralizate.

Legăturile covalente se formează în condițiile în care atomii pot împărți electroni pentru a crea molecule. Legăturile covalente pot fi o legătură simplă, dublă sau triplă pe baza numărului de electroni împărțiți între atomi.

Legăturile covalente pot forma molecule polare sau nepolare. Legăturile polare se formează atunci când două molecule sunt create cu ajutorul unei legături covalente.

Densitatea de electroni se modifică, de asemenea, atunci când doi atomi realizează schimbul de electroni între ei. Atunci când există o inegalitate în împărțirea electronilor, crește o sarcină ionică parțială pe atomi.

În special, acest lucru se întâmplă atunci când există o diferență mare între valorile electronegativității. Datorită formării sarcinilor ionice parțiale, moleculele devin molecule polare, o parte fiind încărcată puternic pozitiv, iar cealaltă parte fiind puternic negativă.

Moleculele formate cu ajutorul unei legături covalente egale pentru a împărți electronii, fără sarcină ionică și cu împărțirea simetrică a electronilor se numesc molecule nepolare. Acest lucru se întâmplă între atomi cu electronegativitate similară.

Fără abundență de sarcini, sarcinile se echilibrează reciproc. Multe gaze precum hidrogenul, heliul, oxigenul, dioxidul de carbon și azotul sunt unele dintre exemplele particulare de molecule nepolare.

Este apa (H2O) o moleculă polară sau nepolară

Apa este o moleculă polară deoarece este formată folosind un atom de oxigen puternic electronegativ care trage o pereche de atomi de hidrogen și posedă o sarcină ușor negativă pe el.

Polaritatea unei molecule depinde în principal de atomii săi constituenți și de aranjamentul lor în jurul atomului central. Moleculele polare tind să atragă moleculele de apă, în special prin intermediul unei legături de Hidrogen.

Ele devin în realitate solubile în apă deoarece concurează cu succes cu ajutorul legăturilor de Hidrogen dintre moleculele de apă.

Grupările nepolare nu prezintă șanse favorabile de interacțiune a lor cu apa, astfel că nu sunt incluse într-un mediu apos. Acest lucru se numește, în general, efect hidrofor.

Moleculele de apă utilizează o interfață de material nepolar pentru a crea cât mai multe legături de hidrogen cu alte molecule de apă, deoarece nu există posibilitatea de a forma niciuna cu materialul nepolar.

Acesta este și motivul pentru care entropia adiacentă a apei este mai mică decât cea a compușilor nepolari.

Ce face ca apa să fie o moleculă polară

Polaritatea moleculelor de apă prezintă multe proprietăți fizice unice. Unul dintre cele mai particulare motive pentru care apa este o moleculă polară este forma sa curbată.

Unghiul de legătură dintre legăturile O-H din molecula H2O este de aproximativ 104,5 grade.

Cele două perechi solitare de pe atomul de oxigen provoacă respingerea perechii solitare-pereche de legături, datorită căreia se formează forma curbată a H2O. Structura geometrică a moleculei H2O este neplană.

O parte semnificativă a sarcinii ușor negative și a sarcinii pozitive din molecula de apă rămâne de cealaltă parte a moleculei din cauza formei.

Acesta este considerat un exemplu semnificativ de legătură chimică covalentă polară în moleculele de apă.

Explicația starea particulei nu este directă și nepolară (de ex, precum CO2) este rezultatul distincției de electronegativitate dintre hidrogen și oxigen. Valoarea electronegativității hidrogenului este de 2,1, în timp ce valoarea electronegativității oxigenului este de 3,5.

Cu cât mai mic rămâne contrastul dintre electronegativități, cu atât mai sigur că atomii formează o legătură covalentă. O distincție uriașă între electronegativitatea căutată se poate realiza cu legăturile ionice.

Hidrogenul și oxigenul prezintă caracteristici de nemetale în condiții normale, însă oxigenul prezintă o cantitate considerabil mai mare de electronegativitate decât hidrogenul, astfel că cele două particule structurează o legătură compusă covalentă, dar totuși este polară.

Moléculele de oxigen foarte electronegative atrag în ele electroni sau sarcină negativă, ceea ce face ca districtul din jurul oxigenului să fie mai negativ decât zonele din jurul celor doi atomi de hidrogen.

Segmentele pozitive din punct de vedere electric ale moleculelor de hidrogen sunt îndoite cu cei doi orbitali plini ai oxigenului.

Fundamental, ambele molecule de hidrogen sunt atrase într-o parte similară a atomului de oxigen, totuși, ele sunt cât se poate de departe una de alta pe motiv că atomii de hidrogen posedă amândoi o sarcină pozitivă.

Forma curbată este un echilibru între atracție și respingere în timpul formării moleculelor.

În timp ce se reconsideră faptul că legătura covalentă dintre fiecare hidrogen și oxigen din apă este polară, o moleculă de apă poate fi identificată ca fiind o moleculă neutră din punct de vedere electric.

Se spune că fiecare moleculă de apă are 10 protoni și 10 electroni, pentru o sarcină netă de 0.

Pentru o înțelegere mai detaliată, ar trebui să consultați și articolul despre structura lewis a H2O, geometria moleculară și hibridizarea.

Polaritatea apei & Impactul său asupra proprietăților fizice

Polaritatea apei prezintă numeroase impacturi asupra proprietăților fizice ale moleculelor sale, în primul rând, asupra proprietăților de solvent.

În primul rând, polaritatea apei clarifică proprietățile sale dizolvabile. Un exemplu de apă ca fluid este echipată pentru dizolvarea diverșilor compuși ionici, cum ar fi sărurile, compușii organici polari, adică etanolul (lichiorul), și acizii.

Molculele polare ale apei aplică o atracție asupra oricăror compuși sau alte molecule polare, trăgându-le separat de structura lor mai mare și dizolvându-le.

Din moment ce poate descompune prompt compușii ionici, apa poate acționa ca un conductor eficient de electricitate.

Indiferent de faptele și discuțiile obișnuite, apa pură este în continuare identificată ca un conductor ineficient de electricitate.

În momentul în care apa descompune o cantitate mică de compus ionic (cum ar fi sarea de masă), ea se transformă totuși într-un conductor electric. Aproape toate ființele vii depind de abilitățile de dizolvare ale apei pentru a rezista.

Polaritatea apei îi permite, în plus, să ia parte la un tip excepțional de proprietate intermoleculară de a crea legături numite legături de menținere a hidrogenului.

Legăturile de hidrogen se formează atunci când hidrogenul este atașat la un element progresiv electronegativ, cum ar fi oxigenul, azotul, fluorul și se află la vederea unei alte molecule polare sau a unei singure perechi de electroni.

Legătura de hidrogen încărcată pozitiv a moleculelor de apă atrage oxigenul încărcat negativ, formând o legătură electrostatică parțială între diferite molecule de apă.

O singură moleculă de apă poate participa la până la patru legături de hidrogen cu moleculele de apă vecine.

Din moment ce atracția electrostatică dintre două corpuri încărcate este proporțională cu pătratul distanței dintre ele, cu cât un atom de hidrogen se apropie mai mult de o moleculă de apă vecină, cu atât mai mult crește puterea legăturilor.

Din moment ce atomii de hidrogen sunt de dimensiuni mici, ei se pot apropia foarte mult de atomii de oxigen vecini și pot forma legături electrostatice în general solide.

Concluzie

Care moleculă de apă atrage alte molecule datorită sarcinilor lor opuse, iar moleculele polare sau ionii care cuprind diverse biomolecule precum zaharurile, acizii nucleici și unii aminoacizi.

O moleculă polară se angajează interactiv cu apa sau se dizolvă în ea, astfel de molecule se numesc hidrofile.

Moleculele nepolare, pe de altă parte, nu se angajează atât de interactiv cu apa și le mențin separate, fiind mai degrabă dizolvate în ea, numite astfel Hidrofobe.

Din moment ce apa este un compus format în compoziția a doi atomi de Hidrogen și un atom de Oxigen, atomul său de Oxigen mai electronegativ o face să fie o moleculă polară și prezintă o atracție asimetrică asupra electronilor participanți ai moleculei.

Comportamentul în mai multe stări al apei este standardizat în special de polaritate și de legăturile de Hidrogen. Este singurul compus cunoscut care există în toate cele trei stări ale materiei, și anume în formă solidă, lichidă și gazoasă, chiar și în mediul standard.

Din moment ce apa este o moleculă polară, ea prezintă legături de Hidrogen cu o existență fizică relativ stabilă într-o gamă extinsă de condiții de temperatură și presiune.

Mai mult, existența legăturilor de Hidrogen demonstrează modul în care apa prezintă expansiune volumetrică atunci când se transformă în gheață sau formă vândută prin procesul de congelare.

Majoritatea compușilor prezintă o densitate crescută atunci când se transformă în formă solidă prin congelare prin răcire, dar în cazul apei după ce este răcită la 4 grade C, aceasta începe să se dilate.

Suflarea moleculelor de apă în mișcare face ca formarea legăturilor de hidrogen să fie mai simplă și aranjează moleculele compusului într-o structură cristalină.

Potem concluziona că volumul unei mostre de apă solidificată se extinde cu aproximativ 9%, astfel că o cutie de suc poate exploda eventual în timp ce este păstrată în congelator.

După cum am discutat în secțiunile anterioare, polaritatea acesteia demonstrează proprietățile sale unice și speciale care creează, de asemenea, multe efecte avantajoase pentru ființele vii.

.