L’eau est une molécule polaire car son oxygène est fortement électronégatif et, à ce titre, attire la paire d’électrons vers lui (loin des deux atomes d’hydrogène), acquérant ainsi une charge légèrement négative.

La polarité d’une molécule dépend non seulement de ses atomes constitutifs, mais aussi de la façon dont ils sont disposés autour de l’atome central, c’est-à-dire de la disposition spatiale de ces atomes. Pour mieux comprendre, abordons le sujet plus en détail.

Qu’est-ce qui rend une molécule polaire?

La polarité d’une molécule est liée au déplacement des électrons dans une direction particulière. Ceci, à son tour, dépend de la polarité des liaisons présentes dans la molécule, car ces liaisons contiennent également des électrons.

Dans une molécule, l’atome ayant le plus grand pouvoir d’attirer les électrons vers lui (c’est-à-dire, il est plus électronégatif que l’autre atome) acquerra une légère charge négative sur lui-même, et la liaison entre les deux atomes deviendra polaire.

L’ammoniac est une molécule polaire car il possède des régions de légères charges négatives et positives.

En somme, on pourrait dire que la densité électronique d’une liaison polaire s’accumule vers une extrémité de la liaison, ce qui fait que cette extrémité possède une légère charge négative, tandis que l’autre extrémité a une légère charge positive. Cela rend une molécule polaire.

De même, si une molécule ne possède pas de régions de charge positive et négative, elle est considérée comme non polaire.

Cependant, une chose intéressante à noter est que plus la différence d’électronégativité est grande, plus la liaison sera polaire dans une molécule. Les composés carbonylés sont polaires car le carbone du carbonyle est légèrement positif. Ainsi, le dioxyde de carbone, qui contient un carbone positif et deux oxygènes partiellement négatifs, ne devrait-il pas être polaire ?

Eh bien, le dioxyde de carbone est constitué de deux atomes d’oxygène attachés à un atome de carbone. Les atomes d’oxygène sont beaucoup plus électronégatifs que les atomes de carbone, et en tant que tels, ils devraient détenir une charge partiellement négative, tandis que l’atome de carbone devrait être légèrement chargé positivement. Cependant, de façon intéressante, cela ne se produit pas.

Regardez la formule structurelle du dioxyde de carbone :

Elle est constituée de deux atomes d’oxygène également électronégatifs, oui, mais regardez comment ces atomes sont disposés autour de l’atome de carbone. Ils se tiennent tous deux à des angles parfaits de 180 degrés par rapport au carbone. Par conséquent, ils tirent la densité électronique du carbone avec une force égale dans des directions opposées. Le résultat net est que la densité électronique sur l’atome de carbone reste inchangée, ce qui rend la molécule de dioxyde de carbone non polaire.

Le dioxyde de carbone est un excellent exemple de la façon dont la géométrie d’une molécule joue un rôle crucial pour déterminer si elle est polaire ou non polaire. Maintenant, examinons une molécule d’eau :

Pourquoi l’eau est-elle polaire ?

La formule chimique de l’eau est H20, ce qui signifie qu’elle contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. Les atomes d’hydrogène ne sont constitués que d’un seul électron dans leur coquille, alors que l’atome d’oxygène a 6 électrons de valence.

Notez les 2 paires d’électrons solitaires sur l’atome d’oxygène dans l’eau.

Puisque l’oxygène a 6 électrons dans sa coquille de valence, il partage un électron avec chaque atome d’hydrogène. De cette façon, il se retrouve avec 4 électrons non liés dans ses 2 orbitales. Ces paires d’électrons liés et non liés s’arrangent en une forme tétraédrique autour de l’oxygène, c’est pourquoi les deux liaisons semblent avoir une forme courbée.

La géométrie tétraédrique de la molécule d’eau.

Maintenant, les deux atomes d’oxygène et d’hydrogène ont des électronégativités différentes (la valeur d’électronégativité de l’hydrogène est de 2,1, tandis que l’électronégativité de l’oxygène est de 3,5) ; par conséquent, les deux liaisons sont polaires. L’oxygène étant plus électronégatif que l’hydrogène, la densité électronique se déplace vers l’oxygène dans ces deux liaisons, rendant ainsi la région autour de l’oxygène plus négative que les zones autour des deux atomes d’hydrogène.

C’est pourquoi la molécule d’eau devient polaire !

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