アンモニア 、化学式NH3、 無色のガスで、肥料の生産、洗浄剤、窒素化合物の生成に頻繁に使用されます。疑問に思われるかもしれませんが、アンモニアは極性ですか? 分子または非極性 分子？答えは、アンモニアは極性分子であり、その極性はその非対称形状とその中の窒素原子と水素原子の存在によって影響を受けるということです.アンモニア分子内の窒素原子は、水素原子よりも電気陰性度が高いため、極性分子になります.
これはアンモニアの極性に関する短い答えですが、分子の極性がどのように決定されるかをよりよく理解するには、電気陰性度、分子の形状、および分子内の原子の種類がすべて極性にどのように影響するかを議論する必要があります。
極性の定義:分子の極性とは何ですか?
日常会話では、地球の北極と南極に適用される極性という言葉を耳にする可能性が最も高くなります。これらの南極と北極は、互いに反対側にある地球表面の反対側の点にあります。同様に、バッテリーを調べたことがあれば、バッテリーにはプラスの端とマイナスの端の 2 つの端があることに気付いたでしょう。電池の例では、一方の端は負の電荷を持ち、もう一方の端は正の電荷を持っています。原子にも極性があり、原子間に存在する結合、分子を作成する結合にも極性があります。分子の構成原子が、分子の一方の端が正味の正電荷を持ち、正味の負電荷が分子のもう一方の端にあるように配置されている場合、分子は極性があると見なされます。
弱い電気陰性度レベルを持つ原子が、より高い電気陰性度レベルを持つ原子と結合すると、極性分子が作成されます。電極を持つ分子は、これら 2 つの原子の融合から生じ、1 つの領域は電気陰性度が低く、もう 1 つの領域は電気陰性度が高くなります。水は地球上で極性分子の最も顕著な例の 1 つであり、水の極性は他の多くの分子と結合できることを意味します。この属性により、地球上の生命の基盤として機能することができます。
極性分子とは対照的に、非極性分子には電極がありません。非極性分子には、より均等に分布した電子、より均等に分布した電子もあります。電子が均一に分布しているため、無極性の分子は分子の両端に顕著な電荷を持っていません。非極性分子にはほとんどの炭化水素が含まれます。
本質的に、非極性分子とは、分子の一方の端に有意な正味の正電荷がなく、もう一方の端に負電荷がない場所です。非極性分子の場合、原子の電荷は相殺されます。対照的に、極性分子には正味の正電荷と正味の負電荷を持つ双極子があり、これらの電荷は互いに相殺されません。
極性分子の例
水分子の水素原子と酸素原子の間に見られる結合は、水素-酸素結合の両側に等間隔になるように分布しています。水中の結合は等間隔に配置されているため、分子の半分は正味の正電荷を持ち、分子の半分は正味の負電荷を持ちます。
極性分子のもう 1 つの例はエタノールです。これは、エタノール内にある酸素原子が周囲の原子よりも高い電気陰性度レベルを持っているため、極性があります。エタノールには酸素原子が含まれており、これらの酸素原子は電気陰性度が大きく、分子内の水素原子よりも多くの電子を引き付けます。エタノールはそれほど高い負電荷を持っていませんが、電子が豊富にあるということは、-OH 結合が全体的に負電荷を持っていることを意味します。エタノールと水以外の極性分子は、硫化水素と二酸化硫黄です。
分子内の極性結合の存在を探すことは、分子が極性かどうかを決定する確実な方法ではありません.これは、分子が非極性でありながら極性結合を持っている可能性があるためです。この現象の一例が二酸化炭素です。二酸化炭素分子内には極性結合が見られますが、分子の双極子モーメントが互いに中和するため、分子全体は非極性です。
非極性分子の例
非極性分子は、酸素、窒素、オゾンなどの分子です。これらの特定の非極性分子は、単一の元素から構成されています。単一タイプの原子のみで構成される分子は、等核分子と呼ばれます。等核ではないが非極性の分子には、メタン、四塩化炭素、および二酸化炭素が含まれます。ガソリン、酢酸、トルエンも非極性物質です。
炭素化合物は一般に無極性ですが、一酸化炭素はこの規則の例外です。一酸化炭素の構造により、一酸化炭素は極性分子になります。一酸化炭素分子の炭素分子と酸素との間の電気陰性度の差は、分子が極性であるのに十分です。一酸化炭素は線形構造であり、ほとんどの線形分子は無極性ですが、CO は例外です。非極性分子には、アルキンや希ガスも含まれます。アルキンは水に溶解しませんが、希ガスまたは不活性ガスは、ガスが完全に同じ元素の原子から作られているため、非極性に分類されます。希ガスを構成する元素には、クリプトン、ネオン、アルゴン、ヘリウムが含まれます。
分子の極性の予測
分子内の原子の電気陰性度の値を決定する/原子の電気陰性度を計算することは、分子が極性か非極性かを決定する重要な側面です。原子間の電気陰性度の値に実質的な違いがある場合、電子は原子間で不均等に共有される可能性があります。電気陰性度に大きな違いがある場合、電子は別の原子よりも 1 つの原子に近くなり、分子のその領域は本質的に極性になります。ただし、分子が非極性か極性かを判断するには、すべての結合の電気陰性度を考慮する必要があります。
分子の形状は、分子の極性を決定する要因の 1 つです。一方の端が負の電荷を持ち、もう一方の端が正の電荷を持っている場合、分子は極性になります。ただし、分子内の電荷が中心原子を周回し、均等に分布している場合、その分子は無極性である可能性があります。分子が非極性か極性かを予測しようとする場合、これらの属性を一緒に考慮する必要があります。すべての分子が双極子モーメントを持っているわけではないため、分子の極性を予測することは困難な場合があります。たとえば、双極子モーメントは 1 つの点にすぎないため、幾何学的平面で鏡像化/反転できる分子には双極子モーメントがありません。
アンモニアに関する事実
アンモニアは強い刺激臭があります。濃縮形態では、アンモニアは危険で苛性です。アンモニアは、さまざまな医薬品の製造に共通する成分です。水酸化アンモニウムとして知られる特定の式である家庭用アンモニアは、水に溶解したアンモニアです。通常のアンモニアは -33.34 °C (-28.012 °F) で沸騰します。この非常に低い沸点は、液体アンモニアを保存するには、非常に低い温度または圧力下で保存する必要があることを意味します。アンモニア分子は強い水素結合を持っているため、アンモニアは簡単に液化します。液体アンモニアは強力なイオン化能力を持っているため、溶媒として有用です。水はアンモニアと混和し、アンモニアと水が混ざると、沸騰によってアンモニアが水から除去されます。
アンモニアは自然界に存在しますが、微量しか存在しません。天然アンモニアは、植物性物質と窒素性動物性物質によって生成されます。アンモニアの主な用途の 1 つは、肥料の作成です。全アンモニアの約 89% が肥料に適用され、塩または溶液が生成されます。アンモニアで作られた肥料は、作物の収量を増やすのに役立ちます。アンモニアは家庭用洗剤にも頻繁に使用され、磁器やガラスの表面によく使用されます。家庭用アンモニアは水で希釈されており、通常、クリーナーの容器あたり 5 ～ 10% の濃度のアンモニアが含まれています。
アンモニアの化学式は NH3 です。これは、窒素原子ごとに 3 つの水素原子があることを意味します。アンモニア分子は、窒素原子が分子の頂点にあり、水素原子が直角に結合した三角錐として配置されます。結合間の電気陰性度の強さと分子の構造の両方を考慮すると、NH3 は極性として識別されます。これは、NH3 に 4 つの電子グループがあり、それらのグループの 1 つがその電子を共有していないためです。分子には非共有電子対と共有電子対があるため、極性があります。
