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Dipolmoleküle

Zwei Moleküle, beide mit polaren Bindungen — doch nur eines lässt sich von einem geladenen Stab aus der Bahn lenken.

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Polar gebunden — und das ganze Molekül?

Ob ein Molekül als Ganzes einen Plus- und einen Minuspol hat, entscheidet seine räumliche Form (EPA-Modell).

Zwei Moleküle mit polaren Bindungen
CO₂: linear — kein Dipolδ−δ+δ−OCO+−beide Schwerpunkte in der Mitte H₂O: gewinkelt — Dipolδ−OHHδ+δ+−+Schwerpunkte getrennt: zwei Pole
Die Kreise markieren die Ladungsschwerpunkte: rot der Mittelpunkt aller \(\delta^+\), blau der aller \(\delta^-\).
  • Ladungsschwerpunkt:„Mittelpunkt“ aller positiven bzw. aller negativen Teilladungen eines Moleküls.
  • Dipolmolekül:die beiden Schwerpunkte liegen an verschiedenen Stellen — das Molekül hat einen Pluspol und einen Minuspol.
  • Symmetrisch gebaut:gleiche polare Bindungen in linearer, trigonal-planarer oder tetraedrischer Anordnung heben sich auf (\(\mathrm{CO_2}\), \(\mathrm{BF_3}\)).
  • Vorgehen:1. ΔEN der Bindungen prüfen · 2. Form mit dem EPA-Modell bestimmen · 3. Schwerpunkte vergleichen.
Merke

Dipolmolekül: Ein Molekül ist ein Dipol, wenn es polare Bindungen enthält und die Schwerpunkte der positiven und der negativen Teilladungen nicht zusammenfallen.

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Der Test mit dem Flüssigkeitsstrahl

Ein dünner Flüssigkeitsstrahl läuft an einem elektrisch geladenen Stab vorbei. Nur Dipolmoleküle werden dabei abgelenkt.

Wähle einen Stoff und tippe zuerst: Besteht er aus Dipolmolekülen? Klicke dann „Prüfen“ — der Strahl fließt am geladenen Stab vorbei, und links erscheinen Teilladungen und Ladungsschwerpunkte. Wechsle danach die Ladung des Stabs.

Dipol oder nicht? Erst tippen, dann prüfen

Halte fest: Ein Flüssigkeitsstrahl aus Dipolmolekülen wird von einem positiv und von einem negativ geladenen Stab angezogen — ein Strahl aus symmetrisch gebauten Molekülen läuft gerade weiter.

  • Beobachtung:Wasser, Trichlormethan und Dichlormethan werden abgelenkt, Tetrachlormethan und Schwefelkohlenstoff nicht.
  • Deutung:Die Dipole drehen sich im Strahl so, dass ihr entgegengesetzt geladener Pol zum Stab zeigt; dieser nähere Pol wird stärker angezogen, als der fernere abgestoßen wird.
  • Kein Dipol:ohne getrennte Pole keine Ausrichtung — der Strahl bleibt gerade.
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Allgemeine Hinweise

Polare Bindung ist nicht gleich Dipol

Kohlenstoffdioxid hat zwei stark polare C=O-Bindungen und ist trotzdem kein Dipolmolekül: Die lineare Form legt beide Ladungsschwerpunkte in das C-Atom.

Beide Stäbe ziehen an

Ein Wasserstrahl wird von einem negativen und von einem positiven Stab angezogen. Die Ablenkung verrät deshalb nicht, ob das Molekül „positiv“ oder „negativ“ ist — nur, dass es zwei Pole hat.

Erst die Form, dann die Pole

Zeichne die Lewis-Formel, bestimme mit dem EPA-Modell die Form und prüfe dann: Heben sich die polaren Bindungen gegenseitig auf? Ein freies Elektronenpaar am Zentralatom macht die Form fast immer unsymmetrisch.

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