Elektronegativität und Bondpolarität

Obwohl wir kovalente Bindung als Elektronenteilung definiert haben, werden die Elektronen in einer kovalenten Bindung nicht immer gleichmäßig von den beiden gebundenen Atomen geteilt. Wenn die Bindung nicht zwei Atome desselben Elements verbindet, wie in H2, wird es immer ein Atom geben, das die Elektronen in der Bindung stärker anzieht als das andere Atom, wie in HCl, gezeigt in Abbildung \(\pageIndex{1}\). Eine kovalente Bindung mit gleicher Elektronenteilung (Abbildung \(\pageIndex{1a}\)) wird als unpolare kovalente Bindung bezeichnet. Eine kovalente Bindung, die eine ungleiche Verteilung von Elektronen aufweist, wie in Abbildung \(\pageIndex{1b}\), wird als polare kovalente Bindung bezeichnet.

Die Verteilung der Elektronendichte in einer polaren Bindung ist ungleichmäßig. Es ist größer um das Atom, das die Elektronen mehr anzieht als das andere. Zum Beispiel verbringen die Elektronen in der H–Cl-Bindung eines Chlorwasserstoffmoleküls mehr Zeit in der Nähe des Chloratoms als in der Nähe des Wasserstoffatoms. Beachten Sie, dass der schattierte Bereich um Cl in Abbildung \(\pageIndex{1b}\) viel größer ist als um H.

Dieses Ungleichgewicht in der Elektronendichte führt zu einem Aufbau einer partiellen negativen Ladung (bezeichnet als δ−) auf einer Seite der Bindung (Cl) und einer partiellen positiven Ladung (bezeichnet δ+) auf der anderen Seite der Bindung (H). Dies ist in Abbildung \(\pageIndex{2a}\) zu sehen. Die Trennung der Ladung in einer polaren kovalenten Bindung führt zu einem elektrischen Dipol (zwei Pole), dargestellt durch den Pfeil in Abbildung \ (\pageIndex {2b}\). Die Richtung des Pfeils ist auf das δ−Ende gerichtet, während der + Schwanz des Pfeils das δ+ Ende der Bindung anzeigt.

Jede kovalente Bindung zwischen Atomen verschiedener Elemente ist eine polare Bindung, aber der Grad der Polarität variiert stark. Einige Bindungen zwischen verschiedenen Elementen sind nur minimal polar, während andere stark polar sind. Ionenbindungen können als die ultimative Polarität angesehen werden, wobei Elektronen eher übertragen als geteilt werden. Um die relative Polarität einer kovalenten Bindung zu beurteilen, verwenden Chemiker die Elektronegativität, die ein relatives Maß dafür ist, wie stark ein Atom Elektronen anzieht, wenn es eine kovalente Bindung bildet. Es gibt verschiedene numerische Skalen zur Bewertung der Elektronegativität. Abbildung \(\pageIndex{3}\) zeigt eine der beliebtesten — die Pauling-Skala.

Die Polarität einer kovalenten Bindung kann beurteilt werden, indem der Unterschied in den Elektronegativitäten der beiden Atome bestimmt wird, die die Bindung bilden. Je größer der Unterschied in den Elektronegativitäten ist, desto größer ist das Ungleichgewicht der Elektronenteilung in der Bindung. Obwohl es keine festen Regeln gibt, ist die allgemeine Regel, wenn der Unterschied in den Elektronegativitäten kleiner als ungefähr 0 ist.4 wird die Bindung als unpolar betrachtet; Wenn die Differenz größer als 0,4 ist, wird die Bindung als polar betrachtet. Wenn der Unterschied in den Elektronegativitäten groß genug ist (im Allgemeinen größer als etwa 1,8), wird die resultierende Verbindung eher als ionisch als als kovalent angesehen. Eine Elektronegativitätsdifferenz von Null zeigt natürlich eine unpolare kovalente Bindung an.