Waarom zijn watermoleculen polair?

Watermoleculen zijn polair (oftewel een dipool) door twee belangrijke factoren: de polaire atoombindingen en de gebogen molecuulgeometrie.

1. Polaire atoombindingen: In een watermolecuul ($H_2O$) zijn er twee bindingen tussen zuurstof (O) en waterstof (H). Zuurstof is veel elektronegatiever dan waterstof. Dit betekent dat zuurstof de elektronen in de binding sterker naar zich toe trekt dan waterstof. Hierdoor krijgt het zuurstofatoom een licht negatieve lading (partiële negatieve lading, $\delta^-$) en de waterstofatomen krijgen elk een licht positieve lading (partiële positieve lading, $\delta^+$). Dit verschil in elektronegativiteit (1,4) is groter dan 0,4, wat aangeeft dat de O-H bindingen polair zijn.

2. Molecuulgeometrie (de vorm van het molecuul): Zelfs met polaire bindingen hoeft een molecuul niet altijd polair te zijn als de vorm van het molecuul ervoor zorgt dat de ladingen elkaar opheffen (zoals bij $CO_2$). Bij water is dit niet het geval. Het watermolecuul heeft een gebogen, V-vormige structuur. Door deze gebogen vorm heffen de partiële ladingen elkaar niet op. De negatieve kant (bij het zuurstofatoom) en de positieve kanten (bij de waterstofatomen) blijven bestaan, waardoor het watermolecuul als geheel een dipool is.

Deze combinatie van polaire O-H bindingen en de gebogen structuur zorgt ervoor dat water een ongelijke ladingsverdeling heeft en daardoor polair is.