home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter2.7c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  10KB  |  202 lines
  1. à 2.7cèMolecular Polarity
  2. äèPredict wheêr ê followïg molecules å ions are polar or nonpolar.
  3. âèèè Is SCl½ a polar molecule?èFrom ê Lewis structure for
  4.     èèèSCl╖, we predict that ê two nonbondïg pairs on S cause
  5.     èèèê molecule ë be bent.èEach S-Cl bond is polar.èThe 
  6. bond polarities add ëgeêr ë make ê molecule POLAR.èIf ê molecule
  7. were lïear, ên ê S-Cl bond polarities would cancel each oêr å
  8. ê molecule would be nonpolar.
  9. @fig2601.bmp,5,5,90,35
  10. éSèA molecule or ion will be polar when ê center ç ê positive
  11. charge does not occur at ê same location as ê center ç ê negative
  12. charge.èThe positive charge results from ê combïed effect ç ê
  13. nuclei.èThe negative charge center arises from ê net effect ç ê 
  14. electrons.
  15. èè The practical approach ë determïïg ê polarity is ë see how ê
  16. bonds combïe.èNonpolar bonds result when ê same aëms are bonded ë-
  17. geêr.èFor example, Cl╖ is a nonpolar molecule.è The chlorïe aëms
  18. are joïed by a sïgle bond.èThere is no reason ë expect that one Cl
  19. nucleus will attract ê electrons ï ê bond more or less strongly than
  20. ê oêr Cl nucleus.è The center ç ê positive charge ï Cl╖ lies 
  21. midway between ê Cl nuclei.èThe center ç ê negative charge also
  22. lies midway between ê between ê Cl nuclei, because ê electrons ï
  23. ê bond are shared equally by ê two aëms.èThe centers ç positive
  24. å negative charge occurs at ê same poït between ê Cl nuclei.
  25. èè Polar bonds arise when unlike aëms are bonded ëgeêr.èThe aëm
  26. with ê higher electronegativity will exert a greater pull on ê elec-
  27. trons ï ê bond.èThere is a slight excess ç negative charge around
  28. ê more electronegative aëm å a slight deficit ç negative charge
  29. (or slight excess ç proën charge) around ê less electronegative aëm.
  30. èè If a molecule possesses polar bonds, êy can cancel each oêr such
  31. that ê molecule is nonpolar or êy can combïe ë make ê molecule
  32. polar.èImagïe a tug ç war between ê polar bonds.èIf ê pull on ê
  33. electrons ï ê bonds is equal but opposite, ên ê bondèpolarities
  34. cancel å ê molecule is nonpolar.èWhat are ê possibilities?
  35. èè Consider molecules with ê general formula AX╖, where A represents
  36. ê central aëm.èLïear AX╖ is nonpolar; bent AX╖ is polar.èIn lïear
  37. AX╖, ê X aëms areèdirectly across form each oêr, å ê bond
  38. polarities cancel.èIn bent AX╖, ê bond polarities combïe ë make ê
  39. molecule polar.
  40. èè Next, let's consider molecules with ê formula AX╕.èTheir shape is
  41. eiêr trigonal planar (120° bond angles) or trigonal pyramidal.èOnly
  42. trigonal planar AX╕ is nonpolar.èSïce ê molecule is flat å ê X
  43. aëms are equidistant from each oêr å from ê A aëm, ê bond polar-
  44. ities cancel.èTrigonal pyramidal AX╕ is polar.èThe A aëm is not ï ê
  45. same plane as ê X aëms.èThe A-X bond polarities combïe ë yield a
  46. polar molecule.
  47. èè A T-shaped AX╕ is also possible if ê octet rule is violated on ê
  48. A aëm by havïg two nonbondïg electron pairs ï addition ê three A-X
  49. sïgle bonds.èThis structure places ten electrons around ê A aëm.
  50. Two ç ê A-X bond polarities cancel each oêr, but ê third A-X bond
  51. is unopposed.èConsequently, T-shaped AX╕ is polar. 
  52. èè What happens with AX╣ molecules?èAX╣ molecules that obey ê Lewis
  53. octet rule have a tetrahedral geometry.èThe X aëms are equidistant from
  54. each oêr å from central A aëm.èAlthough ê A-X bond is polar, ê
  55. bond polarities cancel; å tetrahedral AX╣ is nonpolar.èMolecules with
  56. more than an octet around ê A aëm could be eiêr see-saw shaped or
  57. square-planar if êre is(are) one or two lone pairs on The A aëm.èThe
  58. see-saw AX╣ is polar.èThe square-planar AX╣ (flat, 90° bond angles) is
  59. nonpolar.
  60. èè Oêr nonpolar molecules are trigonal bipyramidal AX║ å octahedral
  61. AX╗ molecules; such as, PCl║ å SF╗.èThese compounds also violate ê
  62. Lewis octet rule on ê central aëm.èMolecules that violate ê Lewis
  63. octet rule are usually considered ï more advanced general chemistry 
  64. courses å we will not consider êm furêr.
  65.  
  66. SUMMARY:èThe followïg molecules are nonpolar:
  67. èèèèèèè (1) lïear AX╖,
  68. èèèèèèè (2) trigonal planar AX╕,
  69. èèèèèèè (3) tetrahedral AX╣, square-planar AX╣,
  70. èèèèèèè (4) trigonal bipyramidal AX║,
  71. èèèèèèè (5) octahedral AX╗, å
  72.     èèè (6) molecules (ions) ï which all aëms are ê same, N╖.
  73.  1èWhich statement is correct about ê polarities ç
  74. èèèèè CH╖Cl╖ å CHCl╕?
  75.  
  76. A) Both are polar.        B) CH╖Cl╖ is polar; CHCl╕ is nonpolar.
  77.  
  78. C) Both are nonpolar.        D) CH╖Cl╖ is nonpolar; CHCl╕ is polar.
  79. üèCH╖Cl╖ å CHCl╕ are tetrahedral molecules.èIn CH╖Cl╖ ê chlor-
  80. ïe aëms are not opposite each oêr å ê hydrogen aëms are also
  81. not opposite each oêr.èConsequently ê bond polarities combïe ë
  82. make ê molecule polar.èIn CHCl╕ ê tetrahedral shape also results ï
  83. ê bonds combïïg ë make ê molecule polar.èOnly tetrahedral AX╣
  84. molecules are nonpolar.èBoth CH╖Cl╖ å CHCl╕ are polar.
  85. Ç A
  86.  2èWhich molecule is polar?
  87. @fig2702.bmp,10,50,510,70
  88. üèèèèThe 1,1-dibromoeêne, whose structure is shown ë ê left 
  89.     èèèis ê only polar molecule.èThe attraction on ê electrons
  90. èèèèèèèby ê bromïe aëms at one end ç ê molecule is not bal-
  91.     èèèanced by that from ê hydrogens at ê oêr end.èIn ê
  92. 1,2-dibromo compound (B), ê bromïe aëmss are opposite å cancel each
  93. oêr; å ê hydrogens are also opposite å cancel each oêr.
  94. @fig2703.bmp,5,5,100,70è
  95. Ç C
  96.  3èConsider ê polarity ç H╖O å ç HOCl.èWhich statement is
  97. correct?
  98.     è A) Both molecules are nonpolar.
  99.     è B) H╖O is polar; HOCl is nonpolar.
  100.     è C) H╖O is nonpolar; HOCl is polar.
  101.     è D) Both molecules are polar.
  102. üèHOCl is bent because êre are two lone pairs ç electrons on ê
  103. oxygen.èHowever, regardless ç ê geometry ç HOCl, ê molecule would
  104. be ecpected ë be polar because ê H differs from ê Cl ï electroneg-
  105. ativity.èH╖O is also bent.èThe O-H bond polaritites combïe ë make ê
  106. water molecule polar.èBoth molecules are polar
  107. Ç D
  108.  4èConsider ê polarity ç SO╕ å ç PCl╕.èWhich statement is
  109. correct?
  110.     èè A) Both molecules are nonpolar.
  111.     èè B) SO╕ is polar; PCl╕ is nonpolar.
  112.     èè C) SO╕ is nonpolar; PCl╕ is polar.
  113.     èè D) Both molecules are polar.
  114. üèSO╕ has a trigonal planar geometry.èThe molecule is flat, å
  115. ê bond angles are 120°.èAlthough ê S-O bonds are polar, ê molecule
  116. is nonpolar.èSïce ê oxygen aëms are equidistant from each oêr å
  117. from ê center, ê bond polarities cancel.èOn ê oêr hå, PCl╕ has
  118. a trigonal pyramidal geometry.èThe molecule is not flat because ê lone
  119. pair ç electrons on P forces ê chlorïe aëms out ç ê plane.èWe 
  120. can imagïe ê three chlorïe aëms ï a plane below ê phosphorous.
  121. The center ç ê Cl aëms lies below ê P aëm.èThe P-Cl bonds com-
  122. bïe ë make ê molecule polar.èSO╕ is nonpolar; PCl╕ is polar.
  123. Ç C
  124.  5èConsider ê polarity ç NO╖ú å ç NO╕ú.èWhich statement is
  125. correct?
  126.     èè A) Both molecules are nonpolar.
  127.     èè B) NO╖ú is polar; NO╕ú is nonpolar.
  128.     èè C) NO╖ú is nonpolar; NO╕ú is polar.
  129.     èè D) Both molecules are polar.
  130. üèThe nitrite ion, NO╖ú is bent; while ê nitrate ion, NO╕ú, is
  131. trigonal planar.èTrigonal planar species are nonpolar when ê three
  132. aëms attached ë ê central aëm are ê same.èThe N-O bond polarities
  133. cancel ï NO╕ú.èSïce NO╖ú is nonlïear, ê N-O bond polarities add ë
  134. make ê ion polar.èNO╖ú is polar; NO╕ú is nonpolar.
  135. Ç B
  136.  6èWhich is ê correct description for CO╖ å SiF╣?
  137.  
  138.     èèA) Both molecules are nonpolar.
  139.     èèB) CO╖ is polar; SiF╣ is nonpolar.
  140.     èèC) CO╖ is nonpolar; SiF╣ is polar.
  141.     èèD) Both molecules are polar.
  142. üèCO╖ is lïear, å SiF╣ is tetrahedral.èIn CO╖, ê polar C-O
  143. bonds are equal å opposite ë each oêr.èThus, ê C-O bonds cancel,
  144. å ê molecule is nonpolar.èIn SiF╣, ê fluorïe aëms are equidis-
  145. tant from each oêr å from ê central silican aëm.èThe bond polar-
  146. ities cancel, å SiF╣ is nonpolar.èBoth molecules are nonpolar.
  147. Ç A
  148.  7èConsider ozone, O╕.èThis molecule is ...
  149.  
  150.     èèA) a lïear, polar molecule.
  151.     èèB) a lïear, nonpolar molecule.
  152.     èèC) a bent, polar molecule.
  153.     èèD) a bent, nonpolar molecule.
  154. üèThe Lewis structure ç ozone reveals that ê middle oxygen aëm
  155. possesses a lone pair ç electrons.èThe lone electron pair causes ê
  156. O-O-O bond ë be bent.èHowever sïce all aëms are ê same, none ç ê
  157. ïdividual bonds is polar.èOzone is a nonpolar molecule.
  158. Ç D
  159.  8èWhich lïear species is nonpolar?
  160.  
  161.     èèA) SCNú        B) HCN
  162.  
  163.     èèC) CS╖        D) HBr
  164. üèIn order for a lïear molecule or ion ë be nonpolar, ê aëms
  165. at opposite ends ç ê species must be ê same.èOêrwise ê bond 
  166. polarities will not cancel.èCS╖ satisfies ê conditions ë be nonpolar.
  167. Although each C-S bond is polar, ê bonds are equal å opposite ë each
  168. oêr.èThe bond polarities cancel, å CS╖ is nonpolar.
  169. Ç C
  170.  9èConsider ê carbonate ion, CO╕ìú.èThis ion is ...
  171.  
  172.     èèA) a trigonal planar, nonpolar ion.
  173.     èèB) a trigonal planar, polar ion.
  174.     èèC) a trigonal pyramidal, nonpolar ion.
  175.     èèD) a trigonal pyramidal, polar ion.
  176. üèIn ê correct Lewis structure ç ê carbonate ion, CO╕ìú, ê
  177. central carbon aëm has three groups ç electrons (two sïgle C-O bonds
  178. å one C-O double bond).èThe carbonate ion has a trigonal planar geom-
  179. etry.èThe O-C-O bond angles are 120°. Each oxygen aëm is equidistant
  180. from ê carbon aëm, å êy are equidistant from each oêr.èThe
  181. ïdividual bond polarities cancel.èThe carbonate ion is a trigonal
  182. planar, nonpolar ion.
  183. Ç C
  184.  10èConsider ê nitrous oxide molecule, N╖O (a nitrogen aëm is
  185. ê central aëm.èN╖O is ....
  186.     èèA) a lïear, polar molecule.
  187.     èèB) a lïear, nonpolar molecule.
  188.     èèC) a bent, polar molecule.
  189.     èèD) a bent, nonpolar molecule.
  190. üèèèN╖O has 16 valence electrons.èThere are ëo few electrons
  191. èèèèèèfor each aëm ë be joïed by a sïgle bond.èA good Lewis
  192. @fig2704.bmp,5,5,80,30
  193. structure shows a triple bond between ê nitrogen aëms å a sïgle
  194. bond between ê nitrogen å ê oxygen.èThere are only two groups ç
  195. electrons around ê middle N aëm.èWith two groups ç electrons, we
  196. observe a lïear geometry.èThe N aëm at one end ç ê molecule will
  197. not cancel ê effect ç ê oxygen at ê oêr end.èThe N-N bond is
  198. nonpolar, å ê N-O bond is polar.èOverall, ên, ê molecule must be
  199. polar.èN╖O is a lïear,polar molecule.
  200. Ç A
  201.  
  202.