Polarität eines Moleküls berechnen?
Hallo,
Wie komme ich rechnerisch darauf, ob CO2 polar ist oder nicht?
Danke schon mal! :)
3 Antworten
Eigentlich überhaupt nicht :)
Rechnerisch kann man die Elektronegativitätsdifferenzen zwischen den Atomen eines Moleküls berechnen. Die EN gibt an wie stark die gemeinsamen Elektronen einer Bindung zu einem bestimmten Atom gezogen werden. Je größer die Differenz desto stärker polarisiert ist eine Bindung. Bei Ionenbindungen ist die Differenz so groß, dass ein Atome alle Bindungselektronen erhält und das andere alle abgibt.
Es gibt verschieden Berechnungssysteme zur EN, mit das am häufigst benutze System ist das nach Pauling, danach hat O eine EN von 3.5 und C von 2.5, also eine Differenz von 1.0.
Als Faustregel gilt, dass ab einer EN-Differenz >0,5 eine Bindung polar wird.
D.h. rein rechnerisch wären die Bindungen im CO2 polar, ABER es kommt auch noch auf die räumliche Struktur der Verbindung an.
CO2 ist linear aufgebaut: O=C=O und deshalb heben sich die Effekte auf (es findet keine Verschiebung der Elektronenwolken statt) und es bildet sich kein Dipolmoment, i.e. die Verbindung ist unpolar.
CO, Kohlenmonoxid, ist hingegen ein polares Molekül, weil das O die Elektroenn zu sich ziehen kann und dadurch ein negativer (O) und positiver (C) Pol entstehen kann.
Genauso Wasser: Hier ist die EN-Differenz mit 1.2 nur unwesentlich höher, aber aufgrund der gewinkelten Struktur des Moleküls bildet sich ein Dipol- das Molekül ist polar.
Generell gilt also das bei einem polaren Molekül eine bestimmte EN-Differenz vorliegen muss UND die Leistungsverschiebungen sich aufgrund der räumlichen Struktur nicht aufheben dürfen.
Die Momente sind für
Wasser 1.85 für
OH Radikal 1.66 für
CO nur 0.122 Debye
Wasser hat 2 freie Paare vergl mit OH, die Winkelung schwächt vergl. mit CO, aber H ist sehr klein.
CO, Kohlenmonoxid, ist hingegen ein polares Molekül
Ja, aber mikromal. Das Diolmoment beträgt 0.12 D, und das ist nicht viel größer als beim Propan (0.08 D), das nun wirklich keiner als polar bezeichnen würde.
Guck dir die einzelnen Bindungen im Molekül an und rechne dann mithilfe des PSE die Elektronegativitätsdifferenz aus, man sagt, wenn die Differenz > 0.7, dann ist diese Bindung polar
Bitte nicht den räumlichen Bau des Moleküls aus dem Auge verlieren - Differenzbildung der EN-Werte genügt nicht!
Dazu mußt Du wissen, daß CO₂ linear gebaut ist, also die drei Atome O=C=O eine gerade Linie bilden (das kann man sich aus den VSEPR-Regeln herleiten). Und dann ist sofort klar, daß CO₂ unpolar ist, weil der linkee Sauerstoff die Elektronendichte gleich weit nach links zieht wie der rechte nach rechts, und die Symmetrie erzwingt Dipolmoment Null.
Also einfach die Elektronegativität des O minus der des C?