Для того чтобы молекула была неполярной при наличии полярных ковалентных связей, она должна обладать высокой степенью симметрии. В таких случаях дипольные моменты отдельных связей (векторы, направленные от менее электроотрицательного атома к более электроотрицательному) направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируют друг друга. Итоговый дипольный момент молекулы ( ) в таких случаях равен нулю. Основные примеры 1. Углекислый газ ( ) Молекула имеет линейное строение. Атом углерода находится в центре, а два атома кислорода расположены по бокам под углом 180°.
- Связи: Связи являются сильно полярными, так как кислород значительно более электроотрицателен, чем углерод. Причина неполярности: Векторы дипольных моментов двух связей направлены в строго противоположные стороны. Геометрия: Линейная.
2. Метан ( ) Углерод образует четыре одинаковые связи с атомами водорода.
- Связи: Связь слабополярна. Причина неполярности: Молекула представляет собой правильный тетраэдр. Геометрическая сумма четырех векторов дипольных моментов связей в центре тетраэдра равна нулю. Геометрия: Тетраэдрическая.
3. Четыреххлористый углерод ( ) Аналогичен метану, но все атомы водорода заменены на атомы хлора.
- Связи: Связи обладают высокой полярностью. Причина неполярности: Благодаря идеальной симметрии тетраэдра, хлор «тянет» электронную плотность на себя равномерно во все четыре стороны, что приводит к отсутствию общего диполя. Геометрия: Тетраэдрическая.
4. Фторид бериллия ( ) в газовой фазе Бериллий образует две связи с фтором.
- Связи: Связь крайне полярна (иногда рассматривается как переходная к ионной). Причина неполярности: Линейная форма молекулы заставляет векторы смещения электронной плотности гасить друг друга. Геометрия: Линейная.
5. Гексафторид серы ( ) Сера находится в центре, окруженная шестью атомами фтора.
- Связи: Связи очень полярны. Причина неполярности: Атомы фтора расположены в вершинах правильного октаэдра. Каждая пара противоположно лежащих связей компенсирует друг друга. Геометрия: Октаэдрическая.
6. Трифторид бора ( ) Бор связан с тремя атомами фтора.
- Связи: Связи сильно полярны. Причина неполярности: Молекула плоская, углы между связями составляют точно 120°. Векторная сумма трех диполей в такой системе равна нулю. Геометрия: Плоский треугольник.
Сводная таблица
| Молекула | Тип связи | Геометрическая форма | Суммарный диполь ( ) |
|---|---|---|---|
| Ковалентная полярная | Линейная | 0 | |
| Ковалентная полярная | Тетраэдр | 0 | |
| Ковалентная полярная | Плоский треугольник | 0 | |
| Ковалентная полярная | Октаэдр | 0 | |
| Ковалентная полярная | Тетраэдр | 0 |
Я могу составить для вас аналогичный список полярных молекул или подробнее разобрать механизмы гибридизации атомных орбиталей для этих примеров.