Miksi vesi on polaarimolekyyli?

vesi on polaarinen molekyyli ja toimii myös polaarisena liuottimena. Kun kemiallisen lajin sanotaan olevan "polaarinen", tämä tarkoittaa, että positiiviset ja negatiiviset sähkövaraukset jakautuvat epätasaisesti. Positiivinen varaus tulee atomiytimestä, kun taas elektronit toimittavat negatiivisen varauksen. Se on elektronien liikkuvuus, joka määrää napaisuuden. Näin se toimii veden suhteen.

Vesi (H₂O) on polaarinen molekyylin taivutetun muodon vuoksi. Muoto tarkoittaa suurimpaa osaa molekyylin puolella olevan hapen negatiivisesta varauksesta ja vetyatomien positiivinen varaus on molekyylin toisella puolella. Tämä on esimerkki polaarisesta kovalenttisesta kemiallinen sidos. Kun liuenneita aineita lisätään veteen, varausjako voi vaikuttaa niihin.

Syynä, että molekyylin muoto ei ole lineaarinen ja ei-polaarinen (esim. Kuten CO₂) johtuu elektronegatiivisuutta vedyn ja hapen välillä. Vedyn elektronegatiivisuusarvo on 2,1, kun taas hapen elektronegatiivisuus on 3,5. mitä pienempi ero elektronegatiivisuusarvojen välillä, sitä todennäköisemmin atomit muodostavat kovalentin side. Ionisidoksilla havaitaan suuri ero elektronegatiivisuusarvojen välillä. Vety ja happi toimivat molemmat ei-metalleina tavanomaisissa olosuhteissa, mutta happi on melko a hiukan enemmän elektronegatiivista kuin vety, joten kaksi atomia muodostavat kovalenttisen kemiallisen sidoksen, mutta se on polaarisia.

Erittäin elektronegatiivinen happiatomi houkuttelee siihen elektroneja tai negatiivisen varauksen, mikä tekee happea ympäröivästä alueesta negatiivisemman kuin kahden vetyatomin ympärillä olevat alueet. Molekyylin sähköisesti positiiviset osat (vetyatomit) taipuvat pois kahdesta happea täytetystä orbitaalista. Periaatteessa molemmat vetyatomit vetoavat samaan happiatomin puolelle, mutta ne ovat niin kaukana toisistaan ​​kuin voivat olla, koska molemmat vetyatomeilla on positiivinen varaus. Taivutettu muoto on tasapaino vetovoiman ja vastenmielisyyden välillä.

Muista, että vaikka kovalenttinen sidos kunkin vedyn ja veden hapen välillä on napainen, vesimolekyyli on sähköisesti neutraali molekyyli. Jokaisessa vesimolekyylissä on 10 protonia ja 10 elektronia, nettovarauksen ollessa 0.

Jokaisen vesimolekyylin muoto vaikuttaa tapaan, jolla se toimii vuorovaikutuksessa muiden vesimolekyylien ja muiden aineiden kanssa. Vesi toimii napaisena liuotin koska sitä voidaan houkutella joko liuenneen aineen positiiviseen tai negatiiviseen sähkövaraukseen. Pieni negatiivinen varaus lähellä happiatomia houkuttelee lähellä olevia vetyatomeja vedestä tai muiden molekyylien positiivisesti varautuneilta alueilta. Kunkin vesimolekyylin hieman positiivinen vetypuoli houkuttelee muita happiatomeja ja muiden molekyylien negatiivisesti varautuneita alueita. vetysidos yhden vesimolekyylin vedyn ja toisen hapen välillä pitää vettä yhdessä ja antaa sille mielenkiintoisia ominaisuuksia, mutta vety sidokset eivät ole yhtä vahvoja kuin kovalenttiset sidokset. Vaikka vesimolekyylit houkuttelevat toisiaan vedyssidoksen avulla, noin 20% niistä on vapaata milloin tahansa olla vuorovaikutuksessa muiden kemiallisten lajien kanssa. Tätä vuorovaikutusta kutsutaan nesteytykseksi tai liukenemiseksi.