Atomer bildar två typer av bindningar: jonisk och kovalent. Joniska bindningar, som är vanliga mellan element i grupp 1 i det periodiska bordet (metaller) och de i grupp 17 (halogener) uppstår när en atom förlorar en elektron och en annan atom förvärvar den. Båda atomerna blir laddade joner och lockar varandra elektrostatiskt. Kovalenta bindningar uppstår när atomer delar elektronpar. Dessa bindningar kan vara polära eller icke-polära, och det gör skillnad. Polära molekyler är elektriskt neutrala, men ordnar sig på ett sådant sätt att molekylen får en nettoförbrukningsskillnad mellan en ände och den andra. De kommer att lösas i vatten i varierande grad eftersom vattenmolekylen är polär, medan icke-polära molekyler inte kommer att bli.

TL; DR (för länge, läste inte)

Den relativa elektronegativitet hos de atomer som bildar en molekyl är den primära determinanten av huruvida molekylen är polär eller inte.

Definiera elektronegativitet

Amerikanska kemisten Linus Pauling var den första personen som beskriver fenomenet elektronegativitet, vilket han definierade som "en atoms kraft i en molekyl för att attrahera elektroner till sig själv". Han skapade en dimensionslös enhet bestämd av det aktuella elementets atomnummer och avståndet från valenselektronerna från kärnan. Han skapade sedan en skala genom att definiera elektronegegativiteten för fluor (F), det mest elektronegativa elementet, som 4,0 och beräkna relativa elektronegativiteter för de andra elementen.

Efter att ha tilldelat varje element ett värde noterade Pauling två trender. Elektronegativitet ökar från vänster till höger i det periodiska bordet, och det ökar också från botten till toppen i varje grupp. Enligt denna trend är Francium (Fr), längst ner i Grupp 1, det element med minst elektronegativitet. Den har ett värde på 0,7 jämfört med det maximala värdet på 4,0 som tilldelas fluor.

Elektronegativitet och polaritet

Skillnaden i elektronegativitet mellan atomer ger ett allmänt sätt att berätta vilken typ av molekyl de kommer att form. En skillnad större än 2,0 indikerar en jonbindning, medan en skillnad på mindre än 0,5 indikerar en icke-polär kovalent bindning. En skillnad mellan 0,5 och 2,0 indikerar en polär kovalent bindning. Vissa periodiska tabeller visar elektronegativitetsvärden, men du kan också hitta diagram som endast innehåller elektronegativitet.

Exempel: Vätgas (H) har en elektronegativitet på 2,1, medan syre (O) är 3,5. Skillnaden är 1,4, vilket indikerar att vattenmolekylen är polär.

Icke-polära molekyler kan kombineras för att bilda polära enheter

Molekylpolaritet beror också på symmetri. Man kan säga att vattenmolekylen är polär på grund av skillnaden i elektronegativitet mellan väte och syre, men det asymmetriska arrangemanget av vätena på syret bidrar också till laddningsskillnaden mellan molekylens båda sidor. I allmänhet är stora molekyler som innehåller mindre polära molekyler polära, men om alla atomkombinationer som innefattar en molekyl är icke-polära, kan den stora molekylen fortfarande vara polär. Det beror på atomernas arrangemang runt den centrala, som du kan förutsäga med hjälp av ett Lewis punktdiagram.