Apă este un molecula polară și, de asemenea, acționează ca un solvent polar. Când se spune că o specie chimică este „polară”, aceasta înseamnă că sarcinile electrice pozitive și negative sunt distribuite inegal. Sarcina pozitivă provine din nucleul atomic, în timp ce electronii furnizează sarcina negativă. Mișcarea electronilor este cea care determină polaritatea. Iată cum funcționează apa.
Polaritatea unei molecule de apă
Apa (H2O) este polar datorită formei îndoite a moleculei. Forma înseamnă cea mai mare parte a încărcăturii negative din oxigenul din partea moleculei, iar sarcina pozitivă a atomilor de hidrogen este de cealaltă parte a moleculei. Acesta este un exemplu de covalent polar lipire chimică. Când se adaugă solutii în apă, acestea pot fi afectate de distribuția încărcăturii.
Motivul pentru care forma moleculei nu este liniară și nepolară (de exemplu, cum ar fi CO2) se datorează diferenței în electronegativitate între hidrogen și oxigen. Valoarea electronegativității hidrogenului este 2,1, în timp ce electronegativitatea oxigenului este 3,5. cu cât este mai mică diferența dintre valorile electronegativității, cu atât atomii vor fi mai covalenți legătură. O mare diferență între valorile electronegativității este văzută cu legăturile ionice. Hidrogenul și oxigenul acționează atât ca nemetale în condiții obișnuite, dar oxigenul este destul de ceva mai electronegativ decât hidrogenul, deci cei doi atomi formează o legătură chimică covalentă, dar este polar.
Atomul de oxigen extrem de electronegativ atrage electroni sau sarcină negativă asupra acestuia, ceea ce face ca regiunea din jurul oxigenului să fie mai negativă decât zonele din jurul celor doi atomi de hidrogen. Porțiunile pozitive din punct de vedere electric ale moleculei (atomii de hidrogen) sunt îndepărtate de cele două orbite umplute ale oxigenului. Practic, ambii atomi de hidrogen sunt atrași de aceeași parte a atomului de oxigen, dar sunt la fel de departe unul de celălalt, cât pot fi, deoarece ambii atomi de hidrogen poartă o încărcătură pozitivă. Conformarea îndoită este un echilibru între atracție și repulsie.
Amintiți-vă că, chiar dacă legătura covalentă între fiecare hidrogen și oxigen din apă este polară, o moleculă de apă este o moleculă neutră electric în general. Fiecare moleculă de apă are 10 protoni și 10 electroni, pentru o încărcare netă de 0.
De ce apa este un solvent polar
Forma fiecărei molecule de apă influențează modul în care interacționează cu alte molecule de apă și cu alte substanțe. Apa acționează ca un polar solvent deoarece poate fi atrasă fie de sarcina electrică pozitivă sau negativă pe un solut. O mică sarcină negativă în apropierea atomului de oxigen atrage atomi de hidrogen din apropiere din apă sau din regiunile încărcate pozitiv ale altor molecule. Partea ușor pozitivă de hidrogen a fiecărei molecule de apă atrage alți atomi de oxigen și regiuni încărcate negativ ale altor molecule. legătură de hidrogen între hidrogenul unei molecule de apă și oxigenul altei ține apa împreună și îi conferă proprietăți interesante, totuși legăturile de hidrogen nu sunt la fel de puternice precum legăturile covalente. În timp ce moleculele de apă sunt atrase unele de altele prin legarea de hidrogen, aproximativ 20% dintre ele sunt libere în orice moment pentru a interacționa cu alte specii chimice. Această interacțiune se numește hidratare sau dizolvare.