Молекулы - это группы атомов, связанных вместе. Иногда молекулы связаны таким образом, что заряд распределяется неравномерно и образуется 2 полюса (1 положительный и 1 отрицательный). Когда это происходит, молекула считается полярной. Вы можете определить полярность молекулы, анализируя ее связи, проверяя, как она взаимодействует с другими полярными веществами, или наблюдая за ее реакцией на электромагнитное поле.
Шаги
Метод 1 из 3: Рисование точечных структур Льюиса
Шаг 1. Напишите символы для всех атомов в молекуле
Атомные символы для атомов можно найти в периодической таблице. Эти символы используются для представления каждого атома в точечной структуре Льюиса. Не перепутайте символы, так как это может вызвать путаницу.
Например, если вы смотрите на молекулу воды, вы должны написать O, H и H
Шаг 2. Найдите центральный атом
Центральный атом - это атом, с которым связаны все (или, по крайней мере, большинство) других атомов. Эти атомы также могут быть связаны друг с другом, а могут и не быть. Как показывает опыт, центральные атомы обычно представляют собой атомы с низкой электроотрицательностью.
- Молекула воды нарушает эту общую тенденцию, поскольку атом кислорода (самый электроотрицательный атом в молекуле) является центральным атомом.
- Двуокись углерода является примером молекулы, которая следует тенденции к тому, что центральные атомы становятся менее электроотрицательными. В этом случае центральным атомом является углерод.
Шаг 3. Добавьте все облигации
Используйте правило октетов, чтобы определить количество и тип имеющихся связей. Валентная оболочка каждого атома должна содержать 8 электронов, чтобы молекула была стабильной. Для этого некоторые атомы могут иметь двойные или тройные связи.
В молекуле воды добавьте одинарную связь кислорода к обоим атомам водорода. Водороды не связаны друг с другом
Шаг 4. Включите несвязанные электроны
В то время как большинство электронов используется для связывания, некоторые атомы имеют набор несвязывающих электронов. Эти электроны также должны быть включены в структуру Льюиса, поскольку они очень важны при определении полярности. Изобразите все электроны (связанные и несвязанные) точками вокруг соответствующих атомов.
Кислород имеет 2 неподеленных пары электронов. Это означает, что они не используются для связывания, а остаются прикрепленными к кислороду
Шаг 5. Ищите диполи
Диполь существует, когда электроны неравномерно распределены от одной стороны молекулы к другой. Если он присутствует, то молекула полярна. Если распределение выглядит равномерным, молекула неполярна.
Поскольку электроны больше притягиваются к кислороду, чем к водороду, они имеют тенденцию собираться на этом конце молекулы. Это дает кислороду отрицательный заряд, а водород - положительный, создавая диполь. Таким образом, вода полярная
Метод 2 из 3: погружение вещества в растворители
Шаг 1. Наполните химический стакан водой
Вода - полярный растворитель. Налейте 100 мл воды в чистый стакан. Отложите стакан, чтобы вернуться к нему позже.
Шаг 2. Добавьте неполярный растворитель в новый стакан
К неполярным растворителям относятся толуол, бензин и масла. Добавьте 100 мл выбранного неполярного растворителя в другой стакан. Поставьте этот стакан рядом с стаканом для воды.
- Многие неполярные растворители относятся к категории летучих органических соединений (ЛОС) и довольно опасны. Будьте осторожны при нагревании и всегда надевайте маску и перчатки.
- Например, во вторую емкость можно залить растительное масло. Он не летуч, но действует как неполярный растворитель.
- Ацетон также является относительно безопасным органическим растворителем, но вы все равно должны хранить его вдали от огня и носить маску и перчатки. Ацетон - летучие соединения.
Шаг 3. Поместите равное количество вещества в каждый стакан
Поместите исследуемое вещество в стакан, наполненный водой, и стакан, наполненный неполярным растворителем. Обязательно используйте одинаковое количество в каждом стакане для обеспечения консистенции. Вы можете начать с добавления 10-20 мл в каждый новый стакан.
Например, вы можете налить в каждый стакан по 20 мл изопропилового спирта
Шаг 4. Перемешайте и / или нагрейте смеси
Для ускорения взаимодействия может потребоваться нагревание или перемешивание растворителей. В этом случае убедитесь, что вы перемешали и нагрели растворители до одинаковой степени. Тем не менее, нагревание органических растворителей, таких как толуол, очень опасно, и вам следует проявлять осторожность.
- При тестировании изопропилового спирта нагревание не требуется. Достаточно перемешать.
- При нагревании используйте горячую плиту и медленно нагревайте. Не нагревайте органические растворители пламенем.
Шаг 5. Дайте обоим мензуркам остыть
Когда кажется, что вещество взаимодействует с одним или обоими растворителями, дайте им остыть. Это даст веществу возможность отделиться от растворителя, если он несовместим. Это также упрощает работу с образцами.
Шаг 6. Наблюдайте за результатами
Ищите любые твердые частицы или жидкости, отделяющиеся от растворителя. Это указывает на то, что вещество несовместимо с этим растворителем. Поскольку полярные молекулы совместимы с полярными растворителями, а неполярные молекулы совместимы с неполярными растворителями, вы можете сделать вывод, что любое вещество, растворяющееся в воде, полярно. Любое вещество, которое не растворяется в воде, но растворяется в бензине, толуоле, ацетоне или другом неполярном растворителе, неполярно.
Как только оба стакана осядут, вы заметите, что изопропиловый спирт полностью растворился в воде. Однако будет 2 отдельных слоя, где спирт отделяется от растительного масла во втором стакане. Это показывает, что изопропиловый спирт полярен
Метод 3 из 3: Воздействие на молекулы с помощью электромагнетизма
Шаг 1. Поднесите вещество к магниту
Если вы поднесете вещество близко к магниту или магнитно заряженному объекту, вы сможете определить, полярное оно или неполярное. Положите вещество на скамейку и поднесите магнит ближе. Не прикасайтесь к веществу магнитом.
Шаг 2. Ищите любое взаимодействие
Если есть притяжение или отталкивание от магнита, ваше вещество полярно. Однако это не означает, что вещество неполярное, если магнит не взаимодействует. Некоторые полярные молекулы недостаточно поляризованы для взаимодействия со слабым магнитом.
Например, если у вас текущая струя воды, магнит заставит струю отклоняться от магнита. Это показывает четкое взаимодействие
Шаг 3. Нагрейте исследуемое вещество в микроволновке
Микроволны работают за счет использования высокочастотного электромагнитного излучения, заставляющего полярные молекулы вращаться. Вращение создает трение, которое создает тепло. Чтобы проверить полярность вещества, поместите его в микроволновую печь.
- Никогда не кладите в микроволновую печь металлы, легковоспламеняющиеся или взрывчатые вещества.
- Если вы поместите воду в микроволновую печь, вы заметите, что она нагревается. Он полярный.
- Если вы попытаетесь положить детское масло в микроволновую печь, вы заметите, что микроволновая печь не очень хорошо его нагревает. Это неполярно.
Шаг 4. Понаблюдайте за веществом
Ищите признаки деформации или плавления. Проверьте, горячо ли вещество. Если микроволновая печь повлияла на вещество, оно полярно.