Varje molekyl har en tredimensionell "form" av elektriska laddningar som kommer från protonerna och elektronerna av de atomer det är tillverkade av och hur de ordnas i rymden. I vissa molekyler sprids avgifterna ganska jämnt. För andra klarar negativa avgifter på den ena änden, vilket gör den andra änden positiv. Polära molekyler utgör det senare fallet. Den ojämna fördelningen av laddningar ger dem en distinkt elektrisk polaritet.

TL; DR (för länge, läste inte)

En polär molekyl har en positiv elektrisk laddning på ena sidan och en negativ ladda på motsatt sida.

Vad är laddningen?

En molekyls polaritet eller icke-polaritet handlar om hur elektriska laddningar fördelas mellan atomerna. För en enskild atom är laddningsfördelningen enkel: Protonen med positiv laddning är alla i kärnan, och elektronerna som kretsar kärnan är alla negativa. Protonerna och elektronerna balanserar sig i en neutral atom, och atomen kommer att ha en negativ eller positiv laddning om den vinner eller förlorar elektroner. Under alla omständigheter, om en liten imaginär observatör "ser" den elektriska laddningen av en atom, ser den ut som om den är likadant utifrån. En sida eller del är inte mycket annorlunda än en annan.

För molekyler blir bilden komplicerad. Obligationerna mellan atomer kan vara regelbundna och välbeställda, eller de kan vara utsträckta, böjda eller på annat sätt ansträngda.

Komma i form

Ett fåtal olika faktorer påverkar molekylens form, inklusive elektronegativitet av de involverade atomen, antalet atomer i molekylen och typerna av bindningar mellan atomer. Om en molekyl har en hög grad av symmetri, det vill säga om atomerna bildar en rak linje, en ring eller någon annan vanlig form med lika sidor, är chansen att den inte är polär. De negativa laddningarna av elektronmoln i sådana former tenderar att jämnt över hela molekylen. Molekyler med utskjutningar, böjar, stötar och kinks är emellertid typiskt polära. Den oregelbundna formen av dessa molekyler tvingar elektriska laddningar att slå upp och lämnar en sida mer negativ och den andra mer positiv.

Att ha en Dipole Moment

Om en molekyl är polär eller inte är en fråga av examen. När en ände av en molekyl är mer negativ än den andra, kallar en kemist det en dipol. Den har två distinkta elektriska poler, en positiv, den andra negativa. Mängden av laddningsskillnaden över en molekyl ger en kvantitet som kallas dipolmomentet. För molekyler med jämn laddningsfördelning är dipolmomentet liten, men med ökad laddningsskillnad blir polärt moment större. Dipolmomentet berättar hur svagt eller starkt polärt molekylen är.

Polärmolekyler sticker samman

En molekyls dipolmoment påverkar starkt hur det fungerar. Vatten är till exempel en polär molekyl. Syreatomen drar elektronerna från väteatomerna över till ena sidan, exponerar protonerna och gör vätesidan positiv medan syrasidan blir negativ. De positiva negativa attraktionerna mellan vattenmolekylerna får dem att ställa upp i grupper som en tusensköna av magneter. Detta påverkar hur iskristaller bildas i snöflingor och hur vatten löser upp andra polära och joniska substanser.