Полярность ковалентной связи и полярность молекул

Полярность молекулРазновидность ковалентной связи, образованной одинаковыми атомами, называют неполярной (H-H, Cl-Cl, F-F), а образованной разными атомами — полярной (H-Cl, H-F). Полярность ковалентной связи определяется степенью смещения общей электронной пары к одному из атомов. Полярность зависит от разности электроотрицательности образующих ее атомов. Вследствие смещения общей электронной пары на атомах возникают частичные заряды. Атом, от которого смещается электронная пара, приобретает частичный или эффективный положительный заряд d+ (дельта плюс), а атом, к которому смещены электроны связи — частичный (эффективный) отрицательный заряд d— (дельта минус). Чем полярнее связь, тем больше абсолютные значения эффективных зарядов на атомах. Так, в молекуле HF эффективный заряд на атоме водорода равен +0,43 (соответственно заряд на атоме фтора равен –0,43); в молекуле HCl эффективные заряды составляют величины +0,18 (H) и –0,18 (Cl), т.е. HF — более полярная молекула.

H?+ ? F?– , H? ?+ ? Cl? ?– , ?+ > ? ?+
Полярность двуатомных молекул совпадает с полярностью связи. Полярность более сложных по составу молекул является векторной суммой полярностей всех связей. В линейных (CO2) или высоко симметричных (CH4, CCl4) молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают, и молекула в целом неполярна. Угловые (например, H2O, H2S, SO2) и пирамидальные (NH3, NF3) молекулы полярны.
Все полярные молекулы независимо от состава являются диполями, т.е. системами, состоящими из двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов (+q и –q). Расстояние между центрами тяжести этих зарядов называют длиной диполя.

Степень полярности влияет на взаимодействие молекул между собой, а также с молекулами окружающих их веществ, в частности растворителей.

Как полярные, так и неполярные связи (и молекулы), подвергаясь воздействию внешнего электрического поля (в частности другой полярной молекулы), поляризуются, т.е. становятся более полярными. Это свойство ковалентной связи, называемое поляризуемостью, играет большую роль при растворении веществ в полярных растворителях, при их ионизации в химических реакциях (например, при галогенировании алкенов и алкинов).