Что значит полярность. Что такое полярность

Узнаем сегодня, как определить полярность связи и зачем это нужно. Раскроем физический смысл рассматриваемой величины.

Химия и физика

Когда-то все дисциплины, посвященные изучению окружающего мира, объединялись одним определением. И астрономы, и алхимики, и биологи были философами. Но сейчас существует строгое распределение по разделам науки, а большие университеты точно знают, что нужно знать математикам, а что - лингвистам. Впрочем, в случае химии и физики четкой границы нет. Часто они взаимно проникают друг в друга, а бывает, что идут параллельными курсами. В частности, спорным объектом является полярность связи. Как определить, относится эта область знания к физике или химии? По формальному признаку - ко второй науке: сейчас школьники изучают это понятие как часть химии, но без знаний по физике им не обойтись.

Строение атома

Для того чтобы понять, как определить полярность связи, сначала надо вспомнить, как устроен атом. В конце девятнадцатого века было известно, что любой атом нейтрален в целом, но содержит в разных обстоятельствах разные заряды. Резерфод установил, что в центре любого атома располагается тяжелое и положительно заряженное ядро. Заряд атомного ядра всегда целочисленный, то есть он составляет +1, +2 и так далее. Вокруг ядра располагается соответствующее количество легких отрицательно заряженных которых строго соответствует заряду ядра. То есть если заряд ядра +32, то вокруг него должны располагаться тридцать два электрона. Они занимают определенные позиции вокруг ядра. Каждый электрон как бы «размазан» вокруг ядра на своей орбитали. Ее форма, позиция и расстояние до ядра определяются четырьмя

Почему возникает полярность

В нейтральном атоме, расположенном вдалеке от других частиц (например, в глубоком космосе, вне галактики), все орбитали симметричны относительно центра. Несмотря на довольно сложную форму некоторых из них, орбитали любых двух электронов не пересекаются в одном атоме. Но если наш отдельно взятый атом в вакууме встретит на своем пути другой (например, войдет в облако газа), то он захочет взаимодействовать с ним: орбитали валентных внешних электронов вытянутся в сторону соседнего атома, сольются с ним. Возникнет общее электронное облако, новое химическое соединение и, следовательно, полярность связи. Как определить, какой атом возьмет себе большую часть общего электронного облака, расскажем далее.

Какими бывают химические связи

В зависимости от типа взаимодействующих молекул, разности в зарядах их ядер и силы возникающего притяжения, существуют следующие типы химических связей:

• одноэлектронная;
• металлическая;
• ковалентная;
• ионная;
• ван-дер-ваальсова;
• водородная;
• двухэлектронная трёхцентровая.

Для того чтобы задаваться вопросом о том, как определить полярность связи в соединении, она должна быть ковалентной или ионной (как, например, у соли NaCl). В целом эти два типа связи различаются только тем, насколько сильно смещается электронное облако в сторону одного из атомов. Если ковалентная связь не образована двумя одинаковыми атомами (например, О 2), то она всегда слегка поляризована. В ионной связи смещение сильнее. Считается, что ионная связь приводит к образованию ионов, так как один из атомов «забирает» электроны другого.

Но на самом деле полностью полярных соединений не существует: просто один ион очень сильно притягивает к себе общее электронное облако. Настолько сильно, что оставшимся кусочком равновесия можно пренебречь. Итак, надеемся, стало понятно, что определить полярность ковалентной связи можно, а полярность ионной связи не имеет смысла определять. Хотя в данном случае различие между этими двумя типами связи - это приближение, модель, а не истинное физическое явление.

Определение полярности связи

Надеемся, читатель уже понял, что полярность химической связи - это отклонение распределения в пространстве общего электронного облака от равновесного. А равновесное распределение существует в изолированном атоме.

Способы измерения полярности

Как определить полярность связи? Вопрос этот далеко не однозначный. Для начала надо сказать, что раз симметрия электронного облака поляризованного атома отличается от аналогичной нейтрального, то и рентгеновский спектр изменится. Таким образом, смещение линий в спектре даст представление о том, какова полярность связи. А если требуется понять, как определить полярность связи в молекуле более точно, то надо знать не только спектр испускания или поглощения. Требуется выяснить:

• размеры участвующих в связи атомов;
• заряды их ядер;
• какие связи были созданы у атома до возникновения этой;
• какова структура всего вещества;
• если структура кристаллическая, какие в ней существуют дефекты и как они влияют на все вещество.

Полярность связи обозначается как верхний знак следующего вида: 0,17+ или 0,3-. Стоит также помнить, что один и тот же вид атомов будет иметь непохожую полярность связи в соединении с различными веществами. Например, в оксиде BeO у кислорода полярность 0,35-, а в MgO - 0,42-.

Полярность атома

Читатель может задать и такой вопрос: "Как определить полярность химической связи, если факторов так много?" Ответ одновременно и прост, и сложен. Количественные меры полярности определяются как эффективные заряды атома. Эта величина является разностью между зарядом находящегося в определенной области электрона и соответствующей области ядра. В целом эта величина достаточно хорошо показывает некую асимметричность электронного облака, которая возникает при образовании химической связи. Сложность состоит в том, что определить, какая именно область нахождения электрона принадлежит именно этой связи (особенно в сложных молекулах) почти что невозможно. Так что, как и в случае разделения химических связей на ионные и ковалентные, ученые прибегают к упрощениям и моделям. При этом отбрасываются те факторы и значения, которые влияют на результат незначительно.

Физический смысл полярности соединения

Каков же физический смысл значения полярности связи? Рассмотрим один пример. Атом водорода H входит как во фтороводородную кислоту (HF), так и в соляную (HCl). Его полярность в HF равна 0,40+, в HCl - 0,18+. Это значит, что общее электронное облако гораздо сильнее отклоняется в сторону фтора, чем в сторону хлора. И значит, что электроотрицательность атома фтора намного сильнее электроотрицательности атома хлора.

Полярность атома в молекуле

Но вдумчивый читатель вспомнит, что, помимо простых соединений, в которых присутствуют два атома, существуют и более сложные. Например, чтобы образовать одну молекулу серной кислоты (H 2 SO 4), требуется два атома водорода, один - серы, и целых четыре кислорода. Тогда возникает другой вопрос: как определить наибольшую полярность связи в молекуле? Для начала надо помнить, что любое соединение имеет некоторую структуру. То есть серная кислота - это не нагромождение всех атомов в одну большую кучу, а некая структура. К центральному атому серы присоединяются четыре атома кислорода, образуя подобие креста. С двух противоположных сторон атомы кислорода присоединяются к сере двойными связями. С двух остальных сторон атомы кислорода присоединяются к сере одинарными связями и «держат» с другой стороны по водороду. Таким образом, в молекуле серной кислоты существуют следующие связи:

Определив по справочнику полярность каждой из этих связей, можно найти наибольшую. Однако стоит помнить, что если в конце длинной цепочки атомов стоит сильно электроотрицательный элемент, то он может «перетягивать» на себя электронные облака соседних связей, повышая их полярность. В более сложной, чем цепочка, структуре вполне возможны иные эффекты.

Чем полярность молекулы отличается от полярности связи?

Как определить полярность связи, мы рассказали. В чем состоит физический смысл понятия, мы раскрыли. Но эти слова встречаются и в других словосочетаниях, которые относятся к данному разделу химии. Наверняка читателей интересует, каким образом взаимодействуют химические связи и полярность молекул. Отвечаем: эти понятия взаимно дополняют друг друга и невозможны по отдельности. Это мы продемонстрируем на классическом примере воды.

В молекуле H 2 O две одинаковые связи H-O. Между ними угол в 104,45 градуса. Так что структура молекулы воды представляет собой нечто вроде двузубой вилки с водородами на концах. Кислород - это более электроотрицательный атом, он оттягивает на себя электронные облака двух водородов. Таким образом, при общей электронейтральности, зубчики вилки получаются немного более положительными, а основание - немного более отрицательным. Упрощение приводит к тому, что молекула воды имеет полюса. Это и называется полярностью молекулы. Поэтому вода - такой хороший растворитель, эта разница в зарядах позволяет молекулам чуть-чуть оттягивать на себя электронные облака других веществ, разъединяя кристаллы на молекулы, а молекулы - на атомы.

Чтобы понять, почему у молекул при отсутствии заряда существует полярность, надо помнить: важна не только химическая формула вещества, но и строение молекулы, виды и типы связей, которые в ней возникают, разница в электроотрицательности входящих в нее атомов.

Наведенная или вынужденная полярность

Помимо собственной полярности, существует еще и наведенная или вызванная факторами извне. Если на молекулу действует внешнее электромагнитное поле, которое значительнее существующих внутри молекулы сил, то оно способно изменить конфигурацию электронных облаков. То есть если молекула кислорода тянет на себя облака водорода в H 2 O, и внешнее поле сонаправлено с этим действием, то поляризация усиливается. Если поле как бы мешает кислороду, то полярность связи немного уменьшается. Надо отметить, что требуется приложить достаточно большое усилие, чтобы как-то повлиять на полярность молекул, и еще большее - чтобы повлиять на полярность химической связи. Достигается этот эффект только в лабораториях и космических процессах. Обычная микроволновка лишь усиливает амплитуду колебаний атомов воды и жиров. Но это никак не влияет на полярность связи.

В каком случае имеет смысл направление полярности

В связи с термином, который рассматривается нами, нельзя не упомянуть, и обратная полярность. Если речь идет о молекулах, то полярность имеет знак «плюс» или «минус». Это значит, что атом либо отдает свое электронное облако и таким образом становится чуть более положительным, либо, наоборот, тянет облако на себя и приобретает отрицательный заряд. А направление полярности имеет смысл только тогда, когда заряд движется, то есть когда по проводнику идет ток. Как известно, электроны движутся от их источника (отрицательно заряженного) к месту притяжения (положительно заряженного). Стоит напомнить, что существует теория, согласно которой электроны на самом деле движутся в обратную сторону: от положительного источника к отрицательному. Но в целом это не имеет значения, важен лишь факт их движения. Так вот, в некоторых процессах, например при сварке металлических частей, важно, куда именно присоединены какие полюса. Следовательно, важно знать, как подключена полярность: напрямую или в обратную сторону. В некоторых приборах, даже бытовых, это тоже имеет значение.

- (фр., от лат. polaris полярный). 1) противоположность двух сил или свойств, находящихся во взаимном отношении. 2) присутствие двух полюсов с противоположными притягательными и отталкивающими свойствами. 3) наклонение направления свободно… … Словарь иностранных слов русского языка

Контраст, противоположность Словарь русских синонимов. полярность см. противоположность 2 Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Ал … Словарь синонимов

В биологии ориентация в пространстве морфологических процессов и структур организмов, приводящая к возникновению морфофизиологических различий на противоположных концах (или сторонах) клеток, тканей, органов и организма в целом. Напр., у семенных … Большой Энциклопедический словарь

- (от греч. polos – небесный свод над полюсами) противоречивое отношение, развитие сущности в двух противоположных, но тем не менее взаимно обусловливающих и взаимно дополняющих друг друга направлениях; также первонапряжение. Мысль о полярности… … Философская энциклопедия

полярность - и, ж. polarite f., нем. Polarität. 1. спец. Обладание двумя противоложными полюсами. БАС 1. В естествоучении называют полярностью действий и веществ противоположность составных их начал, например, внутренность и наружность, которыя именно этой… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ПОЛЯРНОСТЬ - ПОЛЯРНОСТЬ, наличие в организме или в части его количественно или качественно различных свойств на протяжении какой либо оси организма, органа или клетки. Явление П. обнаруживается с большей или меньшей отчетливостью повсеместно, но даже… … Большая медицинская энциклопедия

ПОЛЯРНЫЙ, ая, ое; рен, рна. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

- (от лат. polus, греч. polos полюс), свойственная организмам специфич. ориентация процессов и структур в пространстве, приводящая к возникновению морфофизиол. различий на противоположных концах (или сторонах) клеток, тканей, органов и организма в… … Биологический энциклопедический словарь

Англ. polarity; нем. Polaritat. 1. Отношение, выражающее попарную противоположность нек рых сторон объекта (признаков, свойств, тенденций развития), называемых полюсами (напр., анализ синтез; эмпирическое теоретическое и т. д.). 2.… … Энциклопедия социологии

Полярность - Разум сравнивает сенсорные данные с хранимыми им моделями или идеями того, как реальность воспринималась и была организована раньше. Получив сенсорное впечатление, разум сравнивает его с запомненными образами. Если человек сначала замечает… … Большая психологическая энциклопедия

Многие автолюбители, приобретая новую аккумуляторную батарею, обращают внимание только на ее рабочие параметры – напряжение, емкость, и размеры, забывая при этом о полярности. Сразу отметим, что этот термин у АКБ не относится к физике, а является исключительно конструктивным понятием. В результате, игнорирование полярности приводит к тому, что батарею просто не удается подключить к сети потому, что провода с клеммами не достают к выводам аккумулятора.

Что значит прямая или обратная полярность аккумулятора

Понятие «полярность» определяет положение клеммных выводов аккумуляторной батареи. Самыми распространенными являются два ее вида – прямая и обратная. Далее разберемся, что такое прямая и обратная полярность аккумулятора, как ее определить, и также некоторые полезные советы.

• Аккумуляторы с прямой полярностью – еще разработка советских инженеров, отсюда и второе ее название. Применяется она на батареях, производимых на постсоветском пространстве. Ее особенность заключается в том, что «плюсовой» вывод установлен слева, а «минусовой» — справа на верхней крышке корпуса АКБ.
• Обратная полярность – противоположность прямой. Ее используют в европейских странах, поэтому на иномарках применяется именно она. У такой полярности «плюс» расположен справа, а «минусовой» вывод – слева.

Сразу отметим, что и не на всех европейских машинах устанавливаются АКБ с обратной полярностью. Некоторые модели, которые собираются в СНГ, могут комплектоваться аккумуляторами с прямой полярность. А вот на отечественных машинах, даже на самых последних моделях, используются батареи с прямой полярностью.

Теперь о том, почему так важно знать, какая полярность АКБ нужна. Здесь все просто – провода для подключения к батарее имеют ограниченную длину, поэтому установка аккумулятора с неподходящей полярностью приведет к тому, что его просто невозможно будет подключить к бортовой сети, поскольку клеммы не будут доставать до выводов.

Как определить прямая или обратная?

Распознать, какая полярность у аккумулятора совсем несложно. Достаточно повернуть его «лицом» к себе, то есть, чтобы боковая наклейка была обращена в вашу сторону, а сами выводы располагались с ближней стороны. После этого просто смотрим, как расположены выводы: если «плюс» — слева, то прямая полярность, правое же его положение указывает на обратную.

Но перед приобретением новой батареи важно учитывать не только полярность, но и само ее расположение в посадочном месте на авто. Ведь достаточно повернуть батарею на 180 град, чтобы поменять полярность аккумулятора, вот только выводы в таком случае будут с дальней стороны. А это уже может создать проблемы с подключением АКБ к бортовой сети, из-за того, что проводов будет нахватать или же что-то помешает накинуть и закрепить клеммы.

Видео о прямой и обратной полярности аккумулятора

Что делать если перепутал полярность?

Бывает так, что батарея уже приобретена, но полярность ее не подходит, а возможности заменить на аккумулятор с нужным положением выводов нет. И все же ее можно подключить к сети авто.

Но для этого АКБ следует разместить так, чтобы «плюсовой» вывод располагался как можно ближе соответствующей клемме проводки (развернуть аккумулятор, немного сместить его в сторону). Важно сделать так, чтобы получилось подключить клемму к выводу батареи и закрепить ее.

Естественно, «минусовой» провод при этом доставать до вывода не будет, да это и не нужно. Далее берем длинный отрезок провода с хорошим сечением (можно использовать часть провода для «прикуривания»). Откручиваем «родной» массовый провод от кузова авто и заменяем его подготовленным отрезком. Закрепляем на конце клемму для подключения к АКБ и накидываем ее на вывод. Таким способом можно подключить к бортовой сети батарею с любой полярностью.

Что такое полярность аккумулятора автомобиля и как ее определить?

При выборе аккумулятора нужно обязательно обращать внимание на ряд параметров. Среди основных стоит отметить номинальную ёмкость, типоразмер корпуса, стартерный ток и полярность. Сегодня мы поговорим о полярности аккумулятора автомобиля и о том, как её определить. Это один из ключевых параметров АКБ. Если выбрать неподходящую полярность Вы просто не сможете подключить батарею на автомобиле и начать её эксплуатацию.

Полярность – это характеристика аккумулятора автомобиля, которая определяет расположение его внешних выводов. Если вы купите аккумулятор для автомобиля не той полярности, то получите проблему с его установкой и подключением.

Дело в том, что посадочная ниша под аккумулятор позволяет установить его в одном положении. Если полярность будет неподходящей, то длины проводов с клеммами просто не хватит, чтобы подключить их к соответствующим выводам батареи. То есть, вы просто не сможете эксплуатировать аккумулятор.

Конечно, можно заняться удлинением соответствующих проводов и «победить» в сложившейся ситуации. Но, подумайте, нужны ли вам ненужные проблемы и изготовление всяких дополнительных «костылей»? В такой ситуации, скорее всего, вы поедете обратно в магазин или обратитесь в интернет-магазин для замены АКБ на модель требуемой полярности. В этих случаях продавцы идут навстречу, и батарею можно будет поменять. Но, чтобы не терять драгоценное время и не тратить понапрасну нервы, выбирать требуемую полярность нужно уметь сразу. Давайте, разберёмся, как это делать.

Виды полярности АКБ

Производители выпускают аккумуляторные батареи с шестью видами полярности. Они отличаются компоновкой и объединением между собой элементов АКБ. Наиболее распространены из них четыре вида полярности. Два вида используются в аккумуляторах для легковых автомобилей и ещё два – для грузовых.

Аккумуляторы для легковых автомобилей

Перед тем, как определить полярность аккумулятора автомобиля, разверните его к себе лицевой частью (с наклейкой). Выводы аккумулятора будут находиться на верхней стороне аккумулятора на ближней к вам стороне. Теперь смотрим расположение положительного (+) и отрицательного (вывода) на АКБ. Возможны два варианта:

1) Положительный токовывод справа, а отрицательный слева. Это обратная полярность или европейская. Она ещё обозначается, как «0». На изображении ниже показан вид аккумулятора автомобиля сверху.

2) Положительный токовывод слева, а отрицательный справа. Это прямая полярность аккумулятора автомобиля или российская. Этот вид полярности ещё обозначается, как «1». Ниже можно посмотреть вид сверху на батарею с прямой полярностью.

Здесь стоит ещё сказать о мифических «азиатской» и «американской» полярностях. Таких в природе не существует. Есть азиатский и американский типоразмер АКБ. Аккумуляторы азиатского типа имеют ширину несколько меньше европейских, а высоту немного больше. Кроме того, у них нет «ступеньки» на верхней крышке. Клеммы азиатских аккумуляторов могут быть тоньше, а в ряде случаев выполнены под другие крепления.

АКБ американского типа отличаются видом токовыводов и их расположением. Выводы находятся не на верхней плоскости, а на боковой. Выполнены они под крепление болтом. Хотя есть модели имеющие выводы и на боковой поверхности, и стандартные на верхней крышке.

Что касается полярности, то у азиатских АКБ она обратная или «0», а у американских – прямая или «1».

Аккумуляторы для грузовых автомобилей

На большинстве аккумуляторов для грузовых автомобилей токовыводы располагаются по одной из коротких сторон АКБ. Чтобы определить полярность автомобильного аккумулятора, поворачиваем батарею к себе стороной с выводами и смотрим их расположение. Здесь также два варианта:

1) Положительный вывод слева, а отрицательный справа. Это полярность автомобильного аккумулятора обратная или европейская. Она обозначается цифрой «3».

2) Положительный вывод справа, а отрицательный слева. Это полярность автомобильного аккумулятора прямая или российская. Она обозначается цифрой «4».

Грузовые аккумуляторы могут встречаться с компоновкой, обозначаемой цифрой «2». В этом случае токовыводы АКБ расположены на верхней стороне по диагонали.

Диагональное расположение выводов

Слово «полярность» произошло от латинского «polaris» — «ось вращения». Данный термин в прямом смысле означает способность некоторых тел проявлять какие-то свойства в одних точках своей поверхности с большей интенсивностью, чем в других. В переносном же смысле полярность - это противопоставление двух концепций, мнений, объектов. Слово «полярность» находит свое применение во многих областях. Давайте разберемся, что такое полярность в физике, химии, математике, биологии и философии.

Физика

В физике термин полярность используется для обозначения отношения положительного и отрицательного заряда, северного и южного полюсов магнита, электрических диполей, магнитных диполей и т. д. В данном случае термин «полярность» близок термину «анизотропия», который применяется для описания неодинаковости физических параметров объекта в разных направлениях и точках пространства.

Химия

В химии полярность - это характеристика химической связи, которая демонстрирует изменения распределения электронной плотности в пространстве вокруг ядер по отношению к распределению электронной плотности в образующих данную связь нейтральных атомах.

Математика

В математике слово «полярность» можно услышать в теории соответствия Галуа. В этом случае полярность описывает каждую из пар функций, которые связаны антимонотонным соответствием Галуа.

Биология

В биологии термин «полярность» используется в ботанике и обозначает наличие противоположностей между морфологической верхушкой растения и основанием его тела.

Философия

В философии можно часто услышать фразу «полярность разума и бытия», которая описывает теорию дуальности события, рассматривающую такие понятия, как развитие событий, в двух противоположных, однако взаимосвязанных направлениях, вероятностное отношение на множестве событий и т. д.

Больше значений интересных терминов ищите в разделе .