Un solvant est considéré comme polaire s’il a une charge nette positive ou négative ou s’il contient des groupes fonctionnels avec des moments dipolaires significatifs. Plusieurs facteurs contribuent à la polarité d'un solvant :
1. Différences d’électronégativité :L’électronégativité des atomes au sein de la molécule de solvant peut créer des liaisons polaires. L'électronégativité est la capacité d'un atome à attirer des électrons vers lui. Lorsque des atomes ayant des électronégativités différentes sont liés, les électrons sont partagés de manière inégale, ce qui entraîne une charge partielle positive sur un atome et une charge partielle négative sur l’autre. Cette différence d'électronégativité crée un moment dipolaire.
2. Moments dipolaires :Les moments dipolaires sont des vecteurs qui représentent l'ampleur et la direction de la séparation des charges dans une molécule. La polarité globale d'un solvant dépend du moment dipolaire net de ses molécules constitutives. Les solvants ayant des moments dipolaires nets élevés sont plus polaires que ceux ayant des moments dipolaires faibles ou nuls.
3. Liaison hydrogène :La liaison hydrogène est une forte interaction dipôle-dipôle qui se produit entre un atome d'hydrogène lié de manière covalente à un atome électronégatif (tel que N, O ou F) et un autre atome électronégatif. La liaison hydrogène peut grandement améliorer la polarité d'un solvant en renforçant les forces intermoléculaires entre ses molécules.
4. Constante diélectrique :La constante diélectrique (ε) d'un solvant est une mesure de sa capacité à réduire la force électrostatique entre les particules chargées. Les solvants polaires ont généralement des constantes diélectriques plus élevées que les solvants non polaires. Une constante diélectrique élevée indique que le solvant peut solvater efficacement les ions ou d'autres espèces chargées en réduisant la force des interactions électrostatiques.
Des exemples de solvants polaires comprennent l'eau, les alcools (tels que le méthanol, l'éthanol et l'isopropanol), le diméthylformamide (DMF) et l'acétone. Ces solvants possèdent des atomes électronégatifs (O, N ou F) qui créent des liaisons polaires et peuvent participer aux liaisons hydrogène. D'autre part, les solvants non polaires comme l'hexane, le benzène et le toluène ont de faibles constantes diélectriques et ne contiennent pas de moments dipolaires significatifs ni de capacités de liaison hydrogène.
En résumé, la polarité d'un solvant est déterminée par la présence d'atomes électronégatifs, de moments dipolaires et de capacités de liaison hydrogène au sein de ses molécules. Les solvants polaires ont une charge nette positive ou négative ou contiennent des groupes fonctionnels avec des moments dipolaires importants, ce qui influence leurs propriétés de solvatation et leurs interactions avec d'autres molécules.
