O3, znany również jako ozon, jest bardzo znanym związkiem chemicznym w naszych podręcznikach chemii. Ozon lub trójtlen jest nieorganicznym związkiem obecnym w atmosferze ziemskiej, który chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym pochodzącym ze Słońca. Istnieje bardzo znane pytanie dotyczące tego, czy O3 jest polarny czy niepolarny.
W tym artykule szczegółowo wyjaśnię odpowiedź na to pytanie i postaramy się poznać budowę chemiczną cząsteczki O3.
Więc, czy O3 jest polarny czy niepolarny? O3 jest cząsteczką polarną, a wynika to z jej wygiętej geometrii molekularnej. W O3 elektryczne momenty dipolowe wiązań nie równoważą się wzajemnie, co powoduje powstanie momentu dipolowego netto. Z tego powodu O3 (Ozon) ma charakter polarny.
Zbadajmy to szczegółowo.
Struktura molekularna O3
Przyjrzyjrzyjmy się najpierw strukturze Lewisa O3. Tlen (O) ma liczbę atomową 8 i ma 6 elektronów w swojej powłoce walencyjnej.
Środkowy atom tlenu dzieli się 4 elektronami, aby utworzyć 1 podwójne wiązanie i 1 pojedyncze wiązanie z pozostałymi 2 atomami tlenu.
Czasami ludzie mylą się, że jeśli środkowy tlen tworzy 1 podwójne wiązanie i 1 pojedyncze wiązanie z pozostałymi 2 atomami tlenu, to powinny pozostać na nim 3 niewiązane elektrony. Ale w rzeczywistości, są tylko 2 elektrony unbonding lewo na środkowym atomie tlenu.
To dlatego, że O3 ma 2 struktury rezonansowe, które utrzymują rezonans i podwójne wiązanie i pojedyncze wiązanie tworzy alternatywnie po obu stronach. Obie te struktury są pokazane na rysunku pokazanym powyżej.
Stąd, środkowy atom tlenu jest w lewo z 1 samotnej pary elektronów. Ponadto, samotna para zapewnia większe odpychanie do par wiązań po obu stronach, O3 geometrii molekularnej wychodzi być wygięte. Kąt między jego par wiązań wychodzi być 116 degrees.
Due do samotnej pary-pary wiązań odpychanie, O3 cząsteczka jest wygięta w kształcie, który powoduje netto dipol, który nadaje biegunowość w cząsteczce.
Dlaczego O2 jest niepolarny, a O3 polarny?
W cząsteczce O2, 2 atomy tlenu są połączone wiązaniem podwójnym pomiędzy nimi. Każdy z tych atomów ma 2 samotne pary na siebie, ale ponieważ istnieją tylko 2 atomy w tej cząsteczce, O2 jest liniowy w kształcie.
Also, atomy są takie same tj. atom tlenu stąd, nie ma netto moment dipolowy w cząsteczce. Dlatego cząsteczka O2 wychodzi być non-polar.
Ale przypadek O3 jest inny, ponieważ istnieją 3 atomy, z powodu których ma wygięty kształt. Ten wygięty kształt powoduje powstanie dipola elektrycznego netto, który nadaje polarny charakter cząsteczce O3.
Cząsteczka Ozonu nie zachowuje żadnej symetrii, ma wygięty kształt z powodu nierównych par samotnych na wszystkich atomach tlenu.
Bardzo dobrze wiadomo, że odpychanie para samotna-para samotna jest większe niż odpychanie para wiązań-para wiązań i para samotna-para wiązań. Dlatego atomy tlenu w Ozon napotykają odpychanie pary samotne-lone pary, co prowadzi do wygiętego kształtu.
Zewnętrzny atom tlenu, który jest połączony z centralnym atomem ma częściowy ładunek ujemny, ponieważ zawiera więcej par samotnych niż inne atomy tlenu. Podczas gdy centrum atom tlenu ma częściowy ładunek dodatni na it.
Faktory, które określają biegunowość cząsteczki
Moment dipolowy
Polarna cząsteczka zawsze ma wartość netto momentu dipolowego. Na przykład moment dipolowy ozonu wynosi 0,53 D. Debye jest jednostką momentu dipolowego w układzie SI oznaczaną przez „D”.
Moment dipolowy netto cząsteczki niepolarnej wynosi 0 D. Większa wartość momentu dipolowego netto, więcej jest polarność cząsteczki.
Elektronegatywność
W cząsteczce, jeśli istnieje różnica w elektronegatywności obu atomów, to wiązanie dzielone przez obu jest polarny. Większa różnica w elektronegatywności atomów więcej jest ogólna polaryzacja.
Jeśli spojrzymy na strukturę cząsteczki tlenu, oba atomy tlenu mają taką samą elektronegatywność. Tak więc, O2 jest nonpolar.
Symetria
Polaryzacja i niepolarność cząsteczki może być również określona przez samo oglądanie geometrii strukturalnej cząsteczki. Jeśli cząsteczka nie ma symetrii, to wychodzi na to, że jest to cząsteczka polarna, a jeśli kształt jest symetryczny, to jest niepolarna.
Jeśli spojrzymy na cząsteczkę gazu dwutlenku węgla, wiązanie C-O jest polarne ze względu na różnicę w elektronegatywności. Cząsteczka CO2 jest symetryczny mają zarówno C-O wiązań na 180 stopni, które anulować polaryzacji. Tak więc, CO2 jest nonpolar.
Poprzez spojrzenie na te czynniki, możemy sprawdzić, czy cząsteczka jest polarny lub nonpolar.
Właściwości ozonu
Ozon chroni ziemię przed promieniami ultrafioletowymi pochodzącymi ze słońca. Warstwa tworzy się wokół widma atmosfery i silnie absorbuje promienie UV o długości fali 220-290 nm.
Bez tej warstwy, te promienie UV mogą uszkodzić życie wodne i rośliny na powierzchni ziemi, a także ludzi. Jednak warstwa ozonowa jest coraz bardziej uszczuplana z powodu globalnego ocieplenia, które wzrasta z dnia na dzień.
Ozon jest gęstszy niż powietrze w środowisku. Jego gęstość par wynosi około 24.
Przy likwidacji ozonu zmienia się on w ciecz o głębokiej niebieskiej barwie.
Czysty ozon występuje w postaci gazowej o niebieskiej barwie i ciężkim drażniącym zapachu. Po zestaleniu występuje jako fioletowo-czarne kryształy.
Punkt wrzenia ozonu wynosi około -112 stopni Celcjusza.
Ozon jest rozpuszczalny w wodzie pod ciśnieniem atmosferycznym. W związku z tym ozon jest dobrym utleniaczem o potencjale utleniania 2,07 V. Będąc silnym utleniaczem, jest również stosowany w uzdatnianiu wody.
Ozon jest elektrofilowy i reaguje bardzo selektywnie z innymi pierwiastkami.
Ozon jest mniej stabilny w wodzie niż w powietrzu. W wodzie, okres półtrwania ozonu wynosi około 20 minut, podczas gdy w powietrzu, okres półtrwania wynosi 12 godzin.
W uzdatnianiu wody, jest on używany do sterylizacji wody pitnej ze względu na jego właściwości utleniające.
Jest on również używany w przemyśle tekstylnym do wybielania.
Mam nadzieję, że zrozumiałeś dlaczego ozon jest polarny w przyrodzie i jakie są jego właściwości.
.