Tak, CS₂ , dwusiarczek węgla, jest cząsteczką niepolarną, ponieważ ma geometrię liniową z symetrycznym rozkładem elektronów wokół centralnego atomu węgla. Cząsteczki polarne są asymetryczne – albo zawierają wolne pary elektronowe na atomie centralnym, albo mają atomy o różnej elektroujemności połączone wiązaniami. Przykładem cząsteczki niepolarnej (takiej jak CS₂), jest dwutlenek węgla (CO₂), który również ma wiązania polarne, ale jest liniowy, co prowadzi do znoszenia się dipoli.
Jeśli masz problemy ze zrozumieniem charakterystyki cząsteczki polarnych lub niepolarnych (możesz skorzystać z poniższych linków – Ozon (O3) składa się z trzech takich samych atomów tlenu), między którymi nie występuje różnica w elektroujemności, lecz mimo tego jest cząsteczką polarną. Dwa słabe efekty polaryzacji wiązań HS łączą się i tworzą ogólny (wygięty kształt cząsteczki z obecnością dwóch wolnych par elektronowych na centralnym atomie S. Asymetryczny), trygonalny kształt oraz geometria piramidy NH3 wynikają z wolnej pary elektronowej na atomie azotu.
Ta wiedza jest niezbędna w projektowaniu nowych materiałów, rozumieniu procesów biologicznych i rozwijaniu nowych reakcji chemicznych. I do tego to się naprawdę sprowadza. Pozornie prosta odpowiedź – CS₂ jest niepolarny – zaprzecza głębszemu zrozumieniu oddziaływań molekularnych i wiązań. Ponieważ indywidualne momenty dipolowe wiązań w CS₂ znoszą się wzajemnie ze względu na jego geometrię https://47vscancer.org/ liniową, cząsteczka jako całość posiada wypadkowy moment dipolowy równy zero. Każde wiązanie CS posiada mały moment dipolowy ze względu na niewielką różnicę elektroujemności. Wybór prawidłowej struktury pomaga w zrozumieniu jej właściwości molekularnych i zachowania. Każde wiązanie CS w strukturze Lewisa reprezentuje rząd wiązania 1, odzwierciedlając obecność pojedynczego wiązania między węglem a siarką.
Zrozumienie polarności dwusiarczku węgla wymaga zbadania jego układu atomowego. Tak, dwusiarczek węgla (CS₂) jest nierozpuszczalny w wodzie, ponieważ jest niepolarnym związkiem kowalencyjnym, a woda jest rozpuszczalnikiem polarnym. Pomimo podobnego wzoru do dwutlenku węgla (CO₂), kluczowa różnica tkwi w ich kształtach geometrycznych. Kontrastuje to z dwutlenkiem węgla (CO₂), który jest niepolarny ze względu na swoją liniową strukturę. Dwutlenek siarki (SO₂) jest cząsteczką polarną ze względu na swój wygięty kształt — który powoduje nierównomierny rozkład ładunku.
Kształt cząsteczki zawierającej wiązania polarne może wpływać na to, że nie wykazuje ona żadnej ogólnej polarności. Dzięki obecności wolnej pary atomowej na tlenie (struktura H2O przyjmuje wygięty kształt), co sprawia, że jest asymetryczna. Kiedy atomy w cząsteczce dzielą się elektronami w sposób nierównomierny, powstaje tzw. moment dipolowy. Ta rozbieżność jest efektem struktury wiązania potrójnego (w której wolne pary atomowe oraz efekty orbitalne prowadzą do separacji ładunków), a wartości elektroujemności nie uwzględniają tych różnic. W przypadku CO, wolna para atomowa na węglu do pewnego stopnia kompensuje przyciąganie ładunku kierowanego w stronę tlenu, co skutkuje niewielkim dipolem wypadkowym. Moment dipolowy CO wynosi około 0,11 Debye’a — co jest zaskakująco małą wartością, biorąc pod uwagę różnicę w elektroujemności między węglem (2,55) a tlenem (3,44).
Omówmy teraz po kolei wpływ powyższych trzech czynników — aby udowodnić, że siarczek karbonylu (COS) jest cząsteczką polarną. Która z poniższych struktur Lewisa najlepiej reprezentuje cząsteczkę polarną? Która z poniższych cząsteczek zawiera wiązania polarne — ale jest niepolarna? Nie (CS_2 jest niepolarna), ponieważ ma geometrię liniową, a dipole wiązań znoszą się. Węgiel tworzy lekko polarne wiązania z siarką, ale ze względu na symetryczny układ wiązań, polarności znoszą się.
Jak rozpoznać, czy wiązanie jest polarne, czy niepolarne, wykorzystując elektroujemność? I odwrotnie, dla różnicy elektroujemności większej niż 1,6 jednostki następuje całkowite przeniesienie elektronów, a wiązanie zmienia się z kowalencyjnego polarnego w jonowe. Fluor (F) (który znajduje się na skrajnym prawym rogu układu okresowego), na szczycie grupy VII A, jest najbardziej elektroujemnym znanym dotychczas pierwiastkiem.
Wzór chemiczny cząsteczki disiarczku węgla to CS2.
Im większa różnica elektroujemności między związanymi atomami w cząsteczce, tym wyższa polarność wiązania. W chemii cząsteczka o nierównomiernym rozkładzie ładunku między różnymi centrami atomów jest cząsteczką polarną. Oto kilka kroków (które pomogą Ci ustalić), że dwusiarczek węgla, CS2, jest cząsteczką niepolarną. CS2 jest cząsteczką niepolarną. Dwusiarczek węgla jest niepolarny ze względu na swój liniowy kształt (który sprawia), że wypadkowy moment dipolowy cząsteczki wynosi zero. W strukturze Lewisa CS2 dwa wiązania podwójne biegną od węgla do siarki. W strukturze Lewisa CS2 występują cztery wolne pary jonowe. Liniowa geometria CS2 wynika z ułożenia par elektronowych wokół centralnego atomu węgla, co skutkuje kątem 180 stopni między atomami siarki.