MOLECULE APOLARE: CARACTERISTICI, IDENTIFICARE ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Cele Moleculele nepolare sunt cele care prezente în structura lor o distribuție simetrică a electronilor lor. Acest lucru este posibil dacă diferența de electronegativitate a atomilor lor este mică sau dacă atomii sau grupurile electronegative își anulează vectorial efectele asupra moleculei.

Nu întotdeauna „apolaritatea” este absolută. Din acest motiv, moleculele cu polaritate scăzută sunt uneori considerate nepolare; adică are un moment dipol µ apropiat de 0. Aici intrăm în câmpul rudei: cât de scăzut trebuie să fie µ pentru ca molecula sau compusul să fie considerat nepolar?

Molecula nepolara a BF3. Sursa: Benjah-bmm27 prin Commons Wikimedia.

Pentru a rezolva mai bine problema, există molecula de trifluorură de bor, BF ₃ (imaginea de sus).

Atomul de fluor este mult mai electronegativ decât atomul de bor și, prin urmare, legăturile BF sunt polare. Cu toate acestea, molecula BF ₃ este simetrică (plan trigonal) și presupune anularea vectorială a celor trei momente BF.

Astfel, moleculele apolare sunt de asemenea generate, chiar și cu existența legăturilor polare. Polaritatea generată poate fi echilibrată de existența unei alte legături polare, de aceeași mărime ca și cea anterioară, dar orientată în direcția opusă; așa cum se întâmplă în BF ₃ .

Caracteristicile unei molecule apolare

Simetrie

Pentru ca efectele legăturilor polare să se anuleze reciproc, molecula trebuie să aibă o anumită structură geometrică; de exemplu, liniar, cel mai ușor de înțeles la prima vedere.

Acesta este cazul dioxidului de carbon (CO ₂ ), care are două legături polare (O = C = O). Acest lucru se datorează faptului că cele două momente dipol ale legăturilor C = O se anulează atunci când una este orientată spre o parte, iar a doua spre cealaltă, cu un unghi de 180 °.

Prin urmare, una dintre primele caracteristici care trebuie luate în considerare la evaluarea „apolarității” unei molecule din punctul de vedere al unei păsări este observarea cât de simetrică este.

Să presupunem că în loc de CO ₂ avem molecula COS (O = C = S), numită sulfură de carbonil.

Acum nu mai este o moleculă apolară, deoarece electronegativitatea sulfului este mai mică decât cea a oxigenului; și, prin urmare, momentul dipol C = S este diferit de cel al lui C = O. Drept urmare, COS este o moleculă polară (cât de polară este o altă problemă).

Imaginea de mai jos rezumă grafic tot ceea ce tocmai este descris:

Momente dipolice ale moleculelor de CO2 și COS. Sursa: Gabriel Bolívar.

Rețineți că momentul dipol al legăturii C = S este mai mic decât cel al legăturii C = O din molecula COS.

electronegativitate

Electronegativitatea pe scala Pauling are valori cuprinse între 0,65 (pentru franciu) și 4,0 (pentru fluor). În general, halogenii au o electronegativitate ridicată.

Atunci când diferența de electronegativitate a elementelor care formează o legătură covalentă este mai mică sau egală cu 0,4, se spune că este nonpolar sau nonpolar. Cu toate acestea, singurele molecule care sunt cu adevărat apolare sunt cele formate prin legături între atomi identici (cum ar fi hidrogenul, HH).

Forte intermoleculare

Pentru ca o substanță să se dizolve în apă, trebuie să interacționeze electrostatic cu moleculele; interacțiuni pe care moleculele apolare nu le pot realiza.

În moleculele apolare, sarcinile lor electrice nu se limitează la un capăt al moleculei, ci sunt distribuite simetric (sau omogen). Prin urmare, nu poate interacționa prin forțe dipol-dipol.

În schimb, moleculele apolare interacționează între ele prin forțele de împrăștiere ale Londrei; Acestea sunt dipoli instantanee care polarizează norul electronic al atomilor moleculelor vecine. Aici masa moleculară este un factor predominant în proprietățile fizice ale acestor molecule.

Cum să le identificați?

-Probabil una dintre cele mai bune metode de identificare a unei molecule apolare este solubilitatea sa în diferiți solvenți polari, nefiind, în general, foarte solubilă în ele.

-În general, moleculele apolare sunt de natură gazoasă. Ele pot fi, de asemenea, pentru a forma lichide imiscibile cu apă.

-Solidele apolare se caracterizează prin a fi moi.

-Forțele de dispersie care le ține împreună sunt în general slabe. Din această cauză, punctele lor de topire sau fierbere tind să fie mai mici decât cele ale compușilor cu caracter polar.

-Moleculele apolare, în special sub formă lichidă, sunt conductoare slabe ale energiei electrice, deoarece nu au o sarcină electrică netă.

Exemple

gaze nobile

Deși nu sunt molecule, gazele nobile sunt considerate apolare. Dacă se presupune că doi dintre atomii săi, He-He, interacționează pentru perioade scurte de timp, respectiva interacțiune ar putea fi considerată (jumătate) ca o moleculă; molecula care ar fi natura apolara.

Molecule diatomice

Molecule diatomice, cum ar fi H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ , și F ₂ , sunt nepolar. Acestea au formula generală A ₂ , AA.

hidrocarburi

Ce se întâmplă dacă A ar fi un grup de atomi? Ar fi înaintea altor compuși apolari; de exemplu, etan, CH ₃ CH ₃ , al cărui schelet de carbon este liniară, CC.

Metanul, CH ₄ , și etan, C ₂ H ₆ , sunt molecule nepolare. Carbonul are o electronegativitate de 2,55; în timp ce electronegativitatea hidrogenului este 2,2. Prin urmare, există un vector dipol de intensitate mică, orientat de la hidrogen spre carbon.

Dar, datorită simetriei geometrice a moleculelor de metan și etan, suma vectorilor dipoli sau a momentelor dipolului în moleculele lor este zero, deci nu există nicio sarcină netă asupra moleculelor.

În general, același lucru se întâmplă cu toate hidrocarburile și chiar și atunci când există nesaturații în ele (legături duble și triple), ele sunt considerate compuși nepolari sau cu polaritate mică. De asemenea, hidrocarburile ciclice sunt molecule apolare, cum ar fi ciclohexanul sau ciclobutanul.

Alții

Moleculele de dioxid de carbon (CO ₂ ) și disulfura de carbon (CS ₂ ) sunt molecule apolare, ambele cu o geometrie liniară.

În disulfura de carbon, electronegativitatea carbonului este 2,55, în timp ce electronegativitatea sulfului este 2,58; deci ambele elemente au practic aceeași electronegativitate. Nu există o generație a unui vector dipol și, prin urmare, sarcina netă este zero.

De asemenea, există următoarele molecule CCl ₄ și AlBr ₃ , ambele nepolari:

Molecule CCl4 și AlBr3. Sursa: Gabriel Bolívar.

În tribromura de aluminiu, AlBr ₃ se întâmplă la fel ca în cazul BF ₃ , la începutul articolului. În același timp, pentru tetraclorură de carbon, CCl ₄ , geometria este tetraedric și simetrică, deoarece toate legăturile CCL sunt aceleași.

În mod similar, moleculele cu formula generală CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ și CBr ₄ ), sunt de asemenea nonpolare.

Și în sfârșit, o moleculă apolară poate avea chiar geometrie octaedrică, cum este cazul hexafluorurii de sulf, SF ₆ . De fapt, poate avea orice geometrie sau structură, atât timp cât este simetrică și distribuția sa electronică este omogenă.

Referințe

1. Carey FA (2008). Chimie organica. Acizii carboxilici. (Ediția a șasea). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Polaritatea moleculară. Recuperat din: corinto.pucp.edu.pe
3. Vizualizare îndrumător (2018). Molecula nepolara. Recuperat din: chimie.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (28 ianuarie 2019). Exemple de molecule polare și nonpolare. Recuperat de la: thinkco.com
5. Kurtus R. (19 septembrie 2016). Molecule polare și nepolare. Școala pentru campioni. Recuperat de la: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Fiziologie medicală. Issue 19 - ^lea . Editează manualul modern.