Kovalentna veza može biti polarna ili nepolarna. U nepolarnoj kovalentnoj vezi atomi su iste elektronegativnosti te je zajednički elektronski par jednako raspodijeljen između atoma. Ukoliko su atomi u spoju različite elektronegativnosti, odnosno elektronski par nalazi se više na strani jednog atoma radi se o polarnoj kovalentnoj vezi. Kako u polarnoj molekuli dolazi do razdvajanja naboja, jedan od atoma, onaj koji je elektropozitivniji, dobiva parcijalno pozitivni naboj (δ+), a drugi, onaj koji je elektronegativniji, parcijalno negativan (δ-), tj. stvaraju se dva pola pa za molekulu kažemo da je dipolna. Osim razlike u elektronegativnosti, na polarnost molekule utječe i građa molekule. U molekulama čija je građa simetrična (pr. molekule linearne i tetraedarske strukture), dipolni momenti (µ) se međusobno poništavaju te je takva molekula nepolarna.
Pr. U molekuli H2O imamo dva slobodna elektronska para na dušiku. Struktura molekule je V-oblika. Kisik ima parcijalno negativni, a vodici parcialno pozitivni naboj. To znači da kisik privlači elektronski oblak prema sebi i, kako ne dolazi do poništavanja dipola zbog oblika molekule, ona je polarna.
Pr. U molekuli CO2 kisikovi atomi povezani su sa dvije dvostruke veze s atomom ugljika, na atomu ugljika nemamo slobodnog elektronskog para. Iako postoji značajna razlika u elektronegativnosti kisika i ugljika, gdje kisikovi atomi imaju parcijalno negativni naboj, a ugljik parcijalno pozitivni, svaki od kisika jednako privlači elektronski oblak prema sebi, što stvara linearnan oblik molekule jer dolazi do poništavanja dipola (dva dipolna momenta u suprotnim smjerovima).
S obzirom na prirodu samih atoma, molekula (polarnosti i nepolarnost) i iona (kationi i anioni), razlikuje različite vrste međumolekulskih sila ili interakcija. U tablici su prikazane osnovne međumolekulske interakcije - van der Waalsove interakcije i vodikove veze. U van der Waalsove interakcije ubrajamo Londonove ili disperzijskem sile, dipol-inducirani dipol interakcije, ion-inducirani dipol interakcije, dipol-dipol interakcije te ion-dipol interakcije. Najslabije interakcije su Londonove sile, a najjače su vodikove veze.
Londonove ili disperzijske sile ili inducirani dipol-inducirani dipol interakcije
atomi i nepolarne molekule
N2 i N2, CO2 i CO2
dipol-inducirani dipol interakcije
polarne molekule (dipoli) s nepolarnim molekulama
H2O i O2
ion-inducirani dipol interakcije
ioni s nepolarnim molekulama
Cl- i ugljikovodici
dipol-dipol interakcije
polarne molekule (dipoli) s polarnim molekulama (dipolima)
CHCl3 i CHCl3
ion-dipol interakcije
ioni s polarnim molekulama (dipolima)
Cl- i H2O
vodikove veze
molekule koje imaju kovalentnu vezu između atoma vodika i elektronegativnog atoma (F, O, N) s molekulama koje posjeduju elektronegativni atom sa slobodnim elektronskim parom
H2O i H2O, H2O i NH3
Vodikove veze su esencijalne za razumijevanje mnogih kemijskih i bioloških procesa. Iako su slabije od kovalentnih i ionskih veza, njihova prisutnost značajno utječe na svojstva tvari i igra ključnu ulogu u održavanju strukture složenih molekula u živim organizmima. Ona se formira između molekula kada je atom vodika vezan za visoko elektronegativan atom poput kisika, dušika ili fluora.
Vodikova veza nastaje kada pozitivno polaran vodikov atom u jednoj molekuli privuče negativno polaran atom kisika, dušika ili fluora u drugoj molekuli. U prikazu vodikove veze, ona se označava s tri uzastopne crtice.
U molekuli vode (H₂O), kisik ima veću elektronegativnost od vodika, što stvara polarizaciju. Kisik postaje djelomično negativan (δ⁻), a vodik djelomično pozitivan (δ⁺). Vodikove veze se formiraju između pozitivno polariziranih vodikovih atoma jedne molekule vode i negativno polariziranih kisikovih atoma druge molekule vode. Vodikove veze između molekula vode odgovorne su za mnoga jedinstvena svojstva vode, poput visokog vrelišta i točke taljenja, površinske napetosti i sposobnosti otapanja mnogih tvari.
Na sljedećoj slici prikazano je nastajanje vodikovih veza između istovrsnih molekula fluorovodika, vode i amonijaka.
Isprobaj potpuno besplatno!
Registracijom dobivaš besplatan*
pristup dijelu lekcija za svaki predmet.
18. Slika prikazuje strukturnu formulu molekule organskoga spoja. Koja je vrsta međumolekulskih interakcija dominantna između molekula prikazanoga spoja?
20. Koja je od navedenih tvari građena od molekula koje se međusobno mogu udruživati vodikovim vezama?