極分子
* 充電の不均一な分布: 極性分子は電子密度の不均一な分布を持ちます。つまり、分子の一方の端は部分的な正電荷(Δ+)を持ち、もう一方の端には部分的な負電荷(Δ-)があります。
* 原因: この不均一性は、分子内の原子間の電気陰性度の違いから生じます。電気陰性度は、電子を引き付ける原子の能力です。結合内の1つの原子が他の原子よりも電気陰性である場合、共有電子をより近くに引きます。その原子に部分的な負電荷と、より少ない電気陰性原子に部分的な正電荷を作成します。
* 例: 水(H₂O)、アンモニア(NH₃)、エタノール(Ch₃Ch₂OH)、塩酸(HCl)
* プロパティ:
* より高い沸点: 極性分子の部分的な電荷により、強力な双極子双極子相互作用を形成することができ、より多くのエネルギーが壊れる必要があります。
* 極性溶媒への溶解度: 極性分子は、溶媒分子との強力な相互作用を形成できるため、極性溶媒(水など)によく溶解します。
* 水素結合を形成する能力: 水素結合は、水素が酸素や窒素のような非常に電気陰性の原子に結合したときに発生する場合に発生する特に強力な双極子双極子相互作用です。
非極性分子
* 電荷の均一な分布: 非極性分子には電子のバランスの取れた分布があるため、局所的な正または負の電荷の領域はありません。
* 原因: これは通常、分子の原子が類似した電気陰性度を持っている場合、または分子が対称形状になっている場合に発生し、潜在的な極性をキャンセルします。
* 例: メタン(Ch₄)、二酸化炭素(CO₂)、酸素(O₂)、ヘリウム(HE)
* プロパティ:
* 沸点の下: 非極性分子は、極性分子よりも分子間力(ファンデルワールス力)が弱く、バラバラになるエネルギーが少なくなります。
* 非極性溶媒への溶解度: 非極性分子は、同様の分子間力により、非極性溶媒(油やヘキサンなど)によく溶解します。
* 一般に、水素結合を形成できません。
重要な違い: 双極子モーメントの有無(電荷の分離の尺度)は、極性分子と非極性分子を区別します。極性分子には双極子モーメントがありますが、非極性分子には双極子モーメントがゼロになります。
要約: 極性分子と非極性分子の違いは、電子密度の不均一(極)または(非極性)分布であり、他の分子との相互作用とその身体的挙動に関連する異なる特性をもたらします。