Czy nie byłoby tak, gdybyś miał jeszcze bardziej dodatni węgiel i 2 częściowo ujemne tlenki

Tak, Twoja analiza jest poprawna do tego punktu. Chemik powiedziałby, że wiązania w $ \ ce {CO2} $ są polarne (lub spolaryzowane) i dlatego każde wiązanie $ \ ce {C = O} $ ma moment dipolowy wiązania. Jednak sama cząsteczka jest liniowa, a dwa momenty dipolowe wiązania są zorientowane o 180 stopni względem siebie i znoszą się nawzajem, więc ogólnie cząsteczka nie ma momentu dipolowego i jest niepolarna.

EDYTUJ: Istnieje kilka powodów, dla których $ \ ce {CO2} $ jest lepiej rozpuszczalny w wodzie niż $ \ ce { O2} $. Ponieważ dwa wiązania $ \ ce {C = O} $ w $ \ ce {CO2} $ są spolaryzowane (podczas gdy w $ \ ce {O2} $ wiązanie nie jest spolaryzowane) ułatwia solwatację polarnej cząsteczki wody go i do tworzenia wiązań wodorowych. Oba te czynniki będą stabilizować cząsteczkę $ \ ce {CO2} $ bardziej niż cząsteczkę $ \ ce {O2} $ w wodzie; stabilizacja przekłada się na większą rozpuszczalność. Innym czynnikiem zwiększającym rozpuszczalność $ \ ce {CO2} $ w wodzie jest fakt, że $ \ ce {CO2} $ reaguje z wodą, aby uzyskać równowagę z kwasem węglowym. $$ \ ce {CO2 (aq) + H2O < = > H2CO3 (aq)} $$ Ta reakcja zwiększy również rozpuszczalność $ \ ce {CO2} $ w wodzie w porównaniu z tlenem, który nie reaguje z wodą.

Aby zrozumieć biegunowość molekularną, musisz wziąć pod uwagę całą strukturę.

Twoje rozumowanie jest poprawne, jeśli chodzi o części cząsteczki. Poszczególne wiązania są polarne.

Ale cząsteczka może być polarna tylko wtedy, gdy ma moment dipolowy netto (to znaczy ładunki nie równoważą się w kierunku cała cząsteczka). Tak więc CO jest polarny, ponieważ polaryzacja wiązania węgiel-tlen jest niezrównoważona, a rozkład częściowego ładunku na wiązaniu wpływa na całą cząsteczkę (nadając całej cząsteczce moment dipolowy). Ale CO ₂ jest cząsteczką liniową i częściowe dipole dwóch wiązań są w dokładnie przeciwnych kierunkach. Dlatego dokładnie równoważą się, dając cząsteczkę , która jest niepolarna.

Gdyby CO ₂ nie były liniowe (jak SO _{2 sub> który jest zagięty) byłaby to cząsteczka polarna.}

Wzór na moment dipolowy netto $ \ vec {\ mu_ {net}} $ ogólnego neutralnego układu składającego się z $ n $ naładowanych cząstek punktowych jest następujący:

$$ \ vec {\ mu_ {net}} = \ sum \ limits_ {i} ^ {n} q_i \ vec {r_i} $$

gdzie $ q_i $ to opłata za $ i $ ta cząstka punktowa, a $ \ vec {r_i} $ jest wektorem pozycji tej cząstki; każdy pojedynczy moment dipolowy wskazuje od ładunku ujemnego do ładunku dodatniego. Dwutlenek węgla jest cząsteczką liniową i symetryczną, co oznacza, że ​​w stanie podstawowym wiązania między każdym odpowiednim atomem tlenu a atomem węgla mają taką samą długość, a każdy atom tlenu ma identyczny (częściowy) ładunek ujemny. Wszystko to ostatecznie oznacza, że ​​dwa indywidualne momenty dipolowe między węglem a tlenem, odpowiednio, jeden i dwa, doskonale przeciwstawiają się sobie geometrycznie i mają tę samą wielkość, tj. $ Q \ vec {r_1} = -q \ vec {r_2} $, stąd suma wektorów $ q \ vec {r_1} + q \ vec {r_2} = \ mathbf {0} $.

To tak, jakby walczyli ze sobą w przeciąganie liny i obaj mają taką samą siłę; nigdzie się nie wybiera. Ponieważ tlen jest bardziej elektroujemny niż węgiel, ma częściowy ładunek ujemny, a węgiel ma częściowy ładunek dodatni (dwa razy więcej niż tlen, ponieważ jest 2 tlen).

Samotne pary na obu atomach tlenu znoszą się nawzajem, tak proste. Struktura jest symetryczna ze wszystkich aspektów, co ponownie prowadzi do zerowego momentu dipolowego. Ponadto nie ma ujemnego ładunku netto ani samotnej pary węgla, dlatego związek nie może być polarny. PAMIĘTAJ, że biegunowość jest wektorem.

A molecule with a centre of inversion (centre of symmetry) has no dipole since exchanging one atom with its opposite leaves the molecule unchanged. Thus CO$_2$ and, for example, benzene have no dipole, but toluene does even if small.

As CO$_2$ vibrates, depending upon the motion of the atoms a transient dipole can be formed. This transient dipole is the cause of ir absorption in CO$_2$ and hence its importance as a greenhouse gas.

A symmetrical vibration causes no transient dipole, O$\leftarrow$ C $\rightarrow $O,
an asymmetrical vibration O$\leftarrow$ C$\rightarrow$ $\leftarrow $O does produce a transient dipole. (In the asymmetrical vibration one C=O bond shortens as the other lengthens). There are also two degenerate bending motions about the C atom causing transient dipoles; $\uparrow$O = $\downarrow$C=O$\uparrow$