酸素の電気陰性度は水素の電気陰性度よりも高いため、水は極性分子です。つまり、電子密度は分子内の酸素原子に向かってシフトします。
水は極性分子です。これは、その酸素が強い電気陰性であるため、電子対をそれ自体に向かって (2 つの水素原子から引き離して) 引き寄せ、わずかに負の電荷を獲得するためです。
分子の極性は、その構成原子だけでなく、それらが中心原子の周りにどのように配置されているか、つまりそれらの原子の空間配置にも依存します。これをよりよく理解するために、このトピックについて詳しく説明しましょう。
分子を極性にするものは何ですか?
分子の極性は、特定の方向への電子のシフトに関連しています。これは、分子内に存在する結合の極性に依存します。これらの結合には電子も含まれているからです。
分子内では、電子を引き寄せる力が強い原子 (つまり、他の原子よりも電気陰性度が高い原子) がわずかに負の電荷を帯び、2 つの原子間の結合が極性になります。
アンモニアは、わずかな負電荷と正電荷の領域があるため、極性分子です。
全体として、極性結合の電子密度は結合の一方の端に向かって蓄積し、その結果、その端はわずかに負の電荷を持ち、もう一方の端はわずかに正の電荷を持つと言えます。これにより、分子が極性になります。
同様に、分子に正電荷と負電荷の領域がない場合、非極性と見なされます。
ただし、注意すべき興味深い点は、電気陰性度の差が大きいほど、分子内の結合の極性が高くなることです。カルボニル炭素はわずかに正であるため、カルボニル化合物は極性があります。したがって、正の炭素 1 つと部分的に負の 2 つの酸素を含む二酸化炭素は、極性があるべきではないでしょうか?
二酸化炭素は、炭素原子に結合した2つの酸素原子で構成されています。酸素原子は炭素原子よりもはるかに電気陰性度が高いため、酸素原子は部分的に負の電荷を保持する必要がありますが、炭素原子はわずかに正に帯電する必要があります.しかし、興味深いことに、そうはなりません。
二酸化炭素の構造式を見てみましょう:
それは2つの等しく電気陰性度の酸素原子で構成されていますが、これらの原子が炭素原子の周りにどのように配置されているかを見てください.どちらもカーボンから完全に 180 度の角度で立っています。その結果、それらは反対方向に等しい力で炭素から電子密度を引き寄せます。最終的な結果として、炭素原子の電子密度は影響を受けず、二酸化炭素分子は無極性になります。
二酸化炭素は、分子の形状が極性か非極性かを決定する上で重要な役割を果たす方法の良い例です。それでは、水の分子を見てみましょう:
なぜ水が極性なのですか?
水の化学式は H2O で、水素原子が 2 つと酸素原子が 1 つ含まれていることを意味します。水素原子はその殻に 1 つの電子だけで構成されていますが、酸素原子には 6 つの価電子があります。
水中の酸素原子にある 2 つの孤立電子対に注目してください。
酸素は原子価殻に 6 個の電子を持っているため、各水素原子と電子を共有します。このようにして、2 つの軌道に 4 つの結合していない電子が残ります。これらの結合電子対と非結合電子対は、酸素の周りに四面体の形で配置されます。これが、2 つの結合が曲がった形をしているように見える理由です。
水分子の四面体形状。
現在、酸素原子と水素原子の両方が異なる電気陰性度を持っています (水素の電気陰性度は 2.1 で、酸素の電気陰性度は 3.5 です)。したがって、両方の結合が極性です。酸素は水素よりも電気陰性度が高いため、これらの結合の両方で電子密度が酸素に向かってシフトし、酸素の周囲の領域が 2 つの水素原子の周囲の領域よりも負になります。
これが水分子が極性になる理由です!
