Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Dipoler och opolära molekyler

Videogenomgång (flippat klassrum)

English-speaking or IB student? Check out the English version instead!

Plocka fram

  • Slinky
  • Två ballonger
  • Stora atomkulor

Dipoler och opolära molekyler

Demo: Vatten är en dipol

  1. Blås upp en ballong.
  2. Gnugga den i håret.
  3. Håll den intill en vattenstråle.

Vad händer?

Vattnet böjer av!

Varför?

Vattents dipolkaraktär gör att salter lätt löser sig i vatten. Salternas negativa joner trycks bort och upp i kranen, medan de positiva blir kvar. Dessa gör att vattnet dras mot ballongen.

Varför är vatten en dipol?

Först måste vi titta på en molekyl som inte är en dipol alls: metan, CH4.

Bygg en metanmolekyl!

  • Kol något mer elektronegativt än väte.
  • Men: molekylen är helt symmetrisk - den bildar en tetraeder.
  • Detta kan också utläsas från metanmolekylens elektronformel.

Metanmolekylens elektronformel.Metanmolekylens elektronformel.

Metanmolekylens väteatomer sitter i hörnen av en liksidig pyramid (en tetraeder).Metanmolekylens väteatomer sitter i hörnen av en liksidig pyramid (en tetraeder).

Därför: Ingen dipol

Vi tittar på en till molekyl: NH3.

Bygg en ammoniakmolekyl.

Rita elektronformeln för NH3.

Lägg märke till att den har ett fritt (icke-bindande) elektronpar "på toppen".

  • Detta "tar upp plats"!

Därför: Molekylen blir pyramidformad.

Skillnaden i elektronegativitet mellan H och N = 0,9.

  • Alltså blir N mera negativt laddat än H i ammoniakmolekylen.

Strukturen gör att "toppen" av pyramiden blir mer negativt laddad än "basen" ⇒ NH3 är en dipol!

Ammoniakmolekylens elektronformel.Ammo­ni­ak­mo­le­ky­lens elek­tron­for­mel.

Ammoniakmolekylens struktur.Ammoniakmolekylens struktur.

Nu tittar vi på vatten, H2O! 

Bygg en vattenmolekyl.

Rita elektronformeln för vatten.

Lägg märke till att vatten har två fria elektronpar.

  • Dessa "tar upp plats"!

Därför blir molekylen vinklad!

Skillnaden i elektronegativitet mellan H och O = 1,4.

  • Alltså blir O mera negativt laddat än H i vattenmolekylen.
  • Strukturen gör att "vinkeln" blir mer elektronegativt laddad än det andra ⇒ H2O är en dipol.

Vattnets elektronformel.Vatt­nets elek­tron­for­mel.

Vattenmolekylen är vinklad.Vattenmolekylen är vinklad.

Dagens fråga: Är koldioxid, CO2, en dipol?

Be eleverna rita elektronformeln för CO2

Modell av en koldioxidmolekyl. Modell av en koldioxidmolekyl.

Eftersom koldioxidmolekylen är linjär sammanfaller de positiva och negativa laddningarna i molekylens mitt. Därför är koldioxidmolekylen inte en dipol.

Koldioxidmolekylens elektronformel.Kol­di­oxid­mo­le­ky­lens elek­tron­for­mel.

Polära molekyler – inte alltid dipoler

I den här konfigurationen är faktiskt inte glykolmolekylen en dipol.I den här konfigurationen är faktiskt inte glykolmolekylen en dipol.

De starkt elektronegativa syreatomer gör att det uppstår laddningsförskjutningar ("lokala dipoler") i glykolmolekylen.De starkt elektronegativa syreatomer gör att det uppstår laddningsförskjutningar ("lokala dipoler") i glykolmolekylen.

I en glykolmolekyl i dess mest stabila konfiguration sammanfaller de positiva och negativa laddningarna med centrum av molekylen. Därför är glykolmolekylen faktiskt inte nödvändigtvis en dipol.

Starkt elektronegativa syreatomer i molekylen ⇒ laddningsförskjutningar ("lokala dipoler") uppstår.

  • Därför är glykol ändå en polär molekyl!

Glukosmolekylen är polär…Glukosmolekylen är polär…

…men hexanmolekylen är opolär.…men hexanmolekylen är opolär.

Samma gäller för glukosmolekylen.

  • Inte en tydlig dipol.
  • Många OH-grupperna ⇒ lokala dipoler uppstår ⇒ glukos är en dipol.

Jämför med hexan:

  • Inga starkt elektronegativa atomer i molekylen.
  • Molekylen är opolär.