Vanduo yra polinė molekulė taip pat veikia kaip polinis tirpiklis. Kai sakoma, kad cheminė rūšis yra „polinė“, tai reiškia, kad teigiami ir neigiami elektros krūviai pasiskirsto netolygiai. Teigiamas krūvis ateina iš atominio branduolio, o elektronai tiekia neigiamą krūvį. Tai elektronų judėjimas lemia poliškumą. Štai taip veikia vanduo.
Vandens molekulės poliškumas
Vanduo (H2O) yra poliarinė dėl sulenktos molekulės formos. Forma reiškia didžiąją dalį neigiamo deguonies krūvio molekulės pusėje, o teigiamas vandenilio atomų krūvis - kitoje molekulės pusėje. Tai yra poliarinės kovalentės pavyzdys cheminis rišimas. Kai tirpios medžiagos pridedamos prie vandens, jas gali paveikti krūvio pasiskirstymas.
Priežastis, dėl kurios molekulės forma nėra tiesinė ir nepolinė (pvz., Kaip CO2) yra dėl to, kad skiriasi elektronegatyvumas tarp vandenilio ir deguonies. Vandenilio elektronegatyvumo vertė yra 2,1, o deguonies elektronegatyvumo - 3,5. kuo mažesnis skirtumas tarp elektronegatyvumo verčių, tuo labiau tikėtina, kad atomai sudarys kovalentą obligacija. Didelis skirtumas tarp elektronegatyvumo verčių pastebimas su joninėmis jungtimis. Vandenilis ir deguonis įprastomis sąlygomis veikia kaip nemetalas, tačiau deguonis yra gana didelis šiek tiek elektronegatyvesnis nei vandenilis, taigi abu atomai sudaro kovalentinį cheminį ryšį, bet tai yra poliarinis.
Labai elektroneigiamas deguonies atomas prie jo pritraukia elektronus arba neigiamą krūvį, todėl regionas aplink deguonį yra labiau neigiamas nei sritis aplink du vandenilio atomus. Elektriškai teigiamos molekulės dalys (vandenilio atomai) yra atitraukiamos nuo dviejų užpildytų deguonies orbitų. Iš esmės abu vandenilio atomai yra traukiami toje pačioje deguonies atomo pusėje, tačiau jie yra kuo toliau vienas nuo kito, nes abu vandenilio atomai turi teigiamą krūvį. Sulenkta forma yra pusiausvyra tarp traukos ir atstūmimo.
Atminkite, kad nors kovalentinis ryšys tarp kiekvieno vandenilio ir deguonies vandenyje yra poliarinis, vandens molekulė yra elektriškai neutrali molekulė. Kiekvienoje vandens molekulėje yra 10 protonų ir 10 elektronų, kurių grynasis krūvis yra 0.
Kodėl vanduo yra poliarinis tirpiklis?
Kiekvienos vandens molekulės forma daro įtaką jos sąveikai su kitomis vandens molekulėmis ir kitomis medžiagomis. Vanduo veikia kaip polius tirpiklis nes jį gali pritraukti teigiamas arba neigiamas tirpinio elektrinis krūvis. Nedidelis neigiamas krūvis šalia deguonies atomo traukia netoliese esančius vandenilio atomus iš vandens ar kitų molekulių teigiamai įkrautus regionus. Kiekvieno vandens molekulės šiek tiek teigiama vandenilio pusė pritraukia kitus deguonies atomus ir neigiamai įkrautas kitų molekulių sritis. vandenilio jungtis tarp vienos vandens molekulės vandenilio ir kitos deguonies sulaiko vandenį kartu ir suteikia jam įdomių savybių, tačiau vandenilio jungtys nėra tokios stiprios kaip kovalentiniai ryšiai. Nors vandens molekulės viena kitą traukia jungdamos vandenilį, maždaug 20% jų bet kuriuo metu gali laisvai sąveikauti su kitomis cheminėmis rūšimis. Ši sąveika vadinama hidratacija arba tirpimu.