Чтобы определить, какая молекула более полярная, вспомним правило: молекула полярна, если у неё есть ненулевой суммарный дипольный момент. Дипольный момент зависит от полярности отдельных связей (разности электроотрицательностей) и геометрии молекулы (компенсируются ли векторы диполей или нет).
- Определяем полярность связей:
- O–H: большая разность электроотрицательностей → сильнополярная связь.
- N–H: средняя полярность, меньше чем O–H.
- C–H: практически неполярная (маленькая разность).
- C=O в CO₂ полярна, но важна геометрия.
- Учитываем геометрию и суммирование диполей:
- H₂O — угол ≈104,5°, молекула изогнута («г-образная»). Два полярных O–H диполя не компенсируют друг друга полностью, в результате получается значительный суммарный дипольный момент.
- NH₃ — пирамидальная форма (три N–H диполя + один электронный «кулак»). Суммарный диполь есть, но он меньше, чем у воды (один неподелённый электронный слой и три диполя частично компенсируют друг друга).
- CH₄ — тетраэдрическая симметрия, C–H связи почти неполярны; диполи полностью компенсируются → молекула неполярна.
- CO₂ — линейная молекула; два равных по величине и противоположно направленных диполя C=O компенсируют друг друга → молекула неполярна.
- Сравнение (численные значения дипольных моментов для наглядности): H₂O ≈1,85 D, NH₃ ≈1,47 D, CH₄ ≈0 D, CO₂ ≈0 D.
Ответ: наиболее полярная молекула — H₂O (вода).