Najlepsza odpowiedź
Ups. Mój mózg właśnie wstawił dwa atomy węgla, ponieważ jeden z izomerów C2H2Cl2 jest rzeczywiście niepolarny, podczas gdy inne są polarne.
Ale powiedziałeś, że CH2Cl2 ma tylko jeden węgiel. Takich jak cząsteczka jest polarna. Kropka. Ma moment dipolowy netto 1,6D (dla porównania, woda ma moment dipolowy netto 1,85, a wszyscy wiemy, że woda jest polarna). Nie ma atomów w układzie, który byłby niepolarny.
== ==========
Istnieją trzy izomery C2H2Cl2….
H …… …. Cl… \ …… … /…. C = C ………… polarny… / ……… \ H ……… Cl
H …… …. H… \ …… … /… .C = C ……… … Polarny… / ……… \ Cl ……… Cl
H …… …. Cl… \ …… … /… .C = C ………… niepolarny… / …… … \ Cl ……… H
W pierwszych dwóch suma wektorów poszczególnych dipoli wiązań jest niezerowa, stąd cząsteczki mają wypadkowy moment dipolowy i są polarne. W trzecim, suma wektorów poszczególnych momentów dipolowych wynosi zero, a cząsteczka jest niepolarna.
Odpowiedź
Najpierw trzeba było określić, że węgiel ma wartościowość 4 , a zatem byłby centralnym atomem otoczonym przez pojedynczo związane atomy wodoru i chloru. Fakt ten wypadł z obserwacji pierwiastków, które miały właściwości i (tworzenia związków), które były okresowe w odniesieniu do ich liczby atomowej, stąd układ okresowy pierwiastków i reguła oktetu.
Z tym, co ustalono istniały inne obserwacje, które wykazały, że węgiel jest zasadniczo symetryczny względem kierunków wiązań, a zatem kąty między tymi wiązaniami byłyby zbliżone. (W przypadku związku takiego jak CH2Cl2, ze względu na względne rozmiary atomów chloru i wodoru, kąty będą się nieco różnić, ale należy rozumieć, że te różnice są uwzględniane przez modele.)
Pozostawiło to 2 możliwości: planarny lub czworościenny układ wokół atomu węgla. Gdyby był płaski, byłyby izomery CH2Cl2, w których atomy chloru byłyby względem siebie cis lub trans. Jednak CH2Cl2 zawsze krystalizuje jako pojedyncza substancja, więc nie ma izomerów, a jedyną pozostałą możliwością jest czworościenna.