Molecole apolari

IL Molecole apolari Sono quelli che presentano nella loro struttura una distribuzione simmetrica dei loro elettroni. Ciò è possibile se la differenza di elettronegatività dei suoi atomi è piccola o se gli atomi o i gruppi elettronegativi annullano i loro effetti sulla molecola.

Non sempre "apolarità" è assoluta. Per questo motivo, le molecole di polarità scarsa sono considerate apolari; Cioè, ha un momento di dipolo µ vicino a 0. Qui si entra nel campo relativo: quanto dovrebbe essere basso in modo che una molecola o un composto sia considerato apolare?

BF3 Molecola apolare. Fonte: Benjah-BMM27 via Commons Wikimedia.

Per risolvere meglio il problema, hai la molecola di trifluoruro di boro, BF₃ (Immagine superiore).

L'atomo di fluoro è molto più elettronegativo di quello di Boro, e quindi i collegamenti B-F sono polari. Tuttavia, la molecola BF₃ È simmetrico (piano trigonale) e comporta la cancellazione vettoriale dei tre momenti B-F.

Pertanto, vengono generate anche molecole apolari, anche con l'esistenza di collegamenti polari. La polarità generata può essere bilanciata dall'esistenza di un altro collegamento polare, della stessa grandezza di quella precedente, ma orientata nella direzione opposta; Come nel caso del BF₃.

Caratteristiche di una molecola apolare

Simmetria

Affinché gli effetti dei collegamenti polari si annullano a vicenda, la molecola deve avere una struttura geometrica specifica; Ad esempio, lineare, il più semplice da capire a prima vista.

Questo è il caso dell'anidride carbonica (CO₂), che ha due collegamenti polari (O = C = O). Questo perché i due momenti dipolo dei collegamenti c = o vengono annullati quando uno è orientato su un lato e il secondo verso l'altro, con un angolo di 180 °.

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Pertanto, una delle prime caratteristiche da prendere in considerazione quando l '"apolarità" di una molecola viene valutata dal volo degli uccelli, è osservare quanto sia simmetrico.

Supponiamo che invece di CO₂ Hai la molecola cos (o = c = s), chiamata carbonfuro.

Ora non è più una molecola apolare, poiché l'elettronegatività dello zolfo è inferiore all'ossigeno; E quindi, il momento dipolo c = s è diverso da c = o. Di conseguenza, la COS è una molecola polare (il polare è una farina di un altro sacco).

L'immagine inferiore riassume graficamente tutto ciò che è appena descritto:

XXX momenti dipolari delle molecole CO2 e COS. Fonte: Gabriel Bolívar.

Si noti che il momento di dipolo del collegamento c = s è inferiore al collegamento c = o nella molecola COS.

Elettronegatività

L'elettronegatività sulla scala Pauling ha valori tra 0,65 (per France) e 4,0 (per fluoro). In generale, gli alogeni hanno elevata elettronegatività.

Quando la differenza nell'elettronegatività degli elementi che formano un legame covalente è inferiore a 0,4, si dice che sia apolare o non polare. Tuttavia, le uniche molecole che sono veramente apolari sono quelle formate da collegamenti tra atomi identici (come l'idrogeno, H-H).

Forze intermolecolari

Affinché una sostanza si dissolva nell'acqua, deve interagire elettrostaticamente con le molecole; interazioni che non possono eseguire molecole apolari.

Nelle molecole apolari, le loro cariche elettriche non sono confinate a un'estremità della molecola, ma distribuite simmetricamente (o omogenei). Pertanto, non è in grado di interagire attraverso le forze dipolo-dipolo.

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Invece, le molecole apolari interagiscono tra loro attraverso le forze di dispersione di Londra; Questi sono dipoli istantanei che polarizzano la nuvola elettronica degli atomi di molecole vicine. Qui la massa molecolare è un fattore predominante nelle proprietà fisiche di queste molecole.

Come identificare le molecole apolari?

-Forse uno dei metodi migliori per identificare una molecola apolare è la sua solubilità in diversi solventi polari, essendo generalmente poco solubile in essi.

-In generale, le molecole apolari sono di natura gassosa. Possono anche essere liquidi immiscibili con acqua.

-I solidi apolari sono caratterizzati dall'essere morbidi.

-Le forze di dispersione che li tengono insieme sono di solito deboli. Per questo motivo, i suoi punti di scioglimento o di ebollizione tendono ad essere inferiori a quelli dei composti polari.

-Le molecole apolari, specialmente in forma liquida, sono cattivi conduttori di elettricità, poiché mancano di carica elettrica netta.

Esempi di molecole apolari

gas nobili

Sebbene non siano molecole, i gas nobili sono considerati apolari. Se si presume che due dei suoi atomi interagiscono per un breve periodo di tempo, questa interazione potrebbe essere considerata (metà) come una molecola; molecola che sarebbe la natura apolare.

Molecole diatomiche

Molecole diatomiche, come H₂, il br₂, L'i₂, Il cl₂, il o₂, e f₂, Sono apolari. Questi sono generalmente₂, Aa.

Idrocarburi

E se fosse un gruppo di atomi? Sarebbe prima di altri composti apolari; Ad esempio, Ethana, Cho₃-Cap₃, il cui scheletro di carbonio è lineare, C-C.

Metano, ch₄, e l'etano, c₂H₆, Sono molecole apolari. Il carbonio ha un'elettronegatività di 2,55; Mentre l'elettronegatività dell'idrogeno è 2,2. Pertanto, esiste un vettore di dipolo a bassa intensità, orientato dall'idrogeno al carbonio.

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Ma, a causa della simmetria geometrica delle molecole di metano ed etano, la somma dei vettori di dipolo o i momenti di dipolo nelle loro molecole è vuota, quindi non c'è carico netto nelle molecole.

In generale, la stessa cosa accade con tutti gli idrocarburi e anche quando ci sono insaturazione in essi (doppi e tripli legami), sono considerati apolare o composti di bassa polarità. Inoltre, gli idrocarburi ciclici sono molecole apolari, come il cicloesano o il ciclobutano.

Altri

Molecole di anidride carbonica (CO₂) e disolfuro di carbonio (CS₂) Sono molecole apolari, entrambe con una geometria lineare.

Nel disolfuro di carbonio, l'elettronegatività del carbonio è 2,55, mentre l'elettronegatività dello zolfo è 2,58; Quindi entrambi gli elementi hanno, praticamente, la stessa elettronegatività. Non esiste una generazione di un vettore di dipolo e quindi il carico netto è zero.

Inoltre, sono disponibili le seguenti molecole CCL₄ e Albr₃, Entrambi Apolar:

Molecole CCL4 e ALBR3. Fonte: Gabriel Bolívar.

Nella tribromuro di alluminio, ALBB₃ La stessa cosa accade con il BF₃, All'inizio dell'articolo. Nel frattempo, per il tetracloruro di carbonio, CCL₄, La geometria è tetraedrica e simmetrica, poiché tutti i collegamenti C-CL sono uguali.

Allo stesso modo, molecole con la formula generale CX₄ (CF₄, Ci₄ e cbr₄), sono anche apolari.

E infine, una molecola apolare può persino avere una geometria ottaedrica, come nel caso dell'esafluoruro di zolfo, SF₆. In effetti, puoi avere qualsiasi geometria o struttura, purché sia ​​simmetrica e la sua distribuzione elettronica è omogenea.

Riferimenti

1. Molecola non polare. Recuperato da: chimica.TutorVista.com
2. Esempio di molecole polari e non polari. Recuperato da: Thoughtco.com