Warum haben einige Stoffe keinen Dipol, obwohl sie polar sind?

Ein Dipolmoment entsteht in einer polarisierten Bindung aufgrund der Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Atomen. Dabei wird das Elektronenpaar das die Bindung bildet stärker zum elektronegativeren Atom hin verschoben, mittels welchem ein negatives und ein positives Ende des Moleküls entstehen. Das Gesamtdipolmoment eines Moleküls kann jedoch von der räumlichen Anordnung der Bindungen abhängen. In einigen Fällen kann es dazu führen: Dass das Gesamtdipolmoment aufgehoben wird und der Stoff keinen Dipol besitzt.

Ein Beispiel dafür ist Kohlendioxid (CO2). Das CO2-Molekül hat eine lineare Struktur, bei der die beiden Sauerstoffatome entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Da die Elektronenpaare zwischen den Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen in einem planaren Winkel angeordnet sind, heben sich die beiden Dipolmomente auf und das Gesamtdipolmoment ist null. Obwohl die C-O-Bindungen polar sind, besitzt CO2 keinen Dipol.

Im Gegensatz dazu hat Wasser (H2O) ein deutliches Gesamtdipolmoment. Aufgrund der gewinkelten Molekülstruktur sind die Partialladungen der H-O-Bindungen nicht symmetrisch verteilt und das Gesamtdipolmoment ist nicht null. Daher hat Wasser einen Dipol.

Ein weiteres Beispiel ist Schwefeldioxid (SO2). Das Molekül ist ähnlich wie gewinkelt und hat ein Dipolmoment. Es gibt jedoch Stoffe wie Schwefeltrioxid (SO3), bei denen die Molekülstruktur trigonal planar ist und kein Dipolmoment aufweist.

Der räumliche Molekülbau kann mit dem Elektronenpaarabstoßungsmodell abgeschätzt werden. Dieses Modell beschreibt die Anordnung der Elektronenpaare um das Zentralatom basierend auf den Abstoßungskräften zwischen den Elektronenpaaren. Bei einer symmetrischen Anordnung der Partialladungen kann es zu einem Ladungsausgleich kommen, wodurch das Gesamtdipolmoment null wird.

Zusammenfassend kann man sagen, dass einige Stoffe trotz polarer Bindungen keinen Dipol haben, wenn die räumliche Anordnung der Partialladungen oder die Symmetrie des Moleküls dazu führt, dass sich die Dipolmomente aufheben. Der Dipolmoment eines Moleküls ist also nicht nur von den Bindungen, allerdings ebenfalls von der Geometrie des Moleküls abhängig.