- Característiques d'una molècula apolar
- simetria
- electronegativitat
- forces intermoleculars
- Com identificar-les?
- exemples
- gasos nobles
- molècules diatòmiques
- Hidrocarburs
- altres
- referències
Les molècules apolars són aquelles que presenten en la seva estructura una distribució simètrica dels seus electrons. Això és possible si la diferència d'electronegativitat dels seus àtoms és petita, o si els àtoms o grups electronegatius cancel·len vectorialment els seus efectes en la molècula.
No sempre la "apolaridad" és absoluta. Per aquesta raó en ocasions es consideren a les molècules d'escassa polaritat com apolars; és a dir, té un moment dipolar μ proper a 0. Aquí s'entra en terreny del relatiu: què tan baix ha de ser μ perquè una molècula o compost es consideri apolar?
Molècula apolar de BF3. Font: Benjah-bmm27 via Commons altres projectes.
Per abordar millor el tema es té a la molècula de trifluorur de bor, BF 3 (imatge superior).
L'àtom de fluor és molt més electronegatiu que el de bor, i per tant els enllaços BF són polars. No obstant això, la molècula de BF 3 és simètrica (pla trigonal) i comporta la cancel·lació vectorial dels tres moments BF.
Així, també es generen molècules apolars, encara amb l'existència d'enllaços polars. La polaritat generada pot ser balancejada per l'existència d'un altre enllaç polar, de la mateixa magnitud que l'anterior, però orientat en sentit contrari; tal com es passa al BF 3.
Característiques d'una molècula apolar
simetria
Perquè els efectes dels enllaços polars s'anul·lin mútuament, la molècula ha de tenir una estructura geomètrica determinada; per exemple, lineal, la més fàcil d'entendre a primera vista.
Aquest és el cas de l'diòxid de carboni (CO 2), que posseeix dos enllaços polars (O = C = O). Això es deu al fet que els dos moments dipolars dels enllaços C = O es cancel·len a l'estar orientats un cap a una banda, i el segon cap a l'altre, en un angle de 180 °.
Per tant, una de les primeres característiques a tenir en compte quan s'avaluï a vol d'ocell la "apolaridad" d'una molècula, és observar què tan simètrica és.
Suposem que en lloc de el CO 2 es té la molècula COS (O = C = S), anomenada sulfur de carbonil.
Ara ja no es tracta d'una molècula apolar, ja que l'electronegativitat de l'sofre és menor que la de l'oxigen; i per tant, el moment dipolar C = S és diferent a el del C = O. Com a resultat, el COS és una molècula polar (el què tan polar és una altra història).
La imatge inferior resumeix de manera gràfica tot el recentment descrit:
Moments dipolars de les molècules de CO2 i COS. Font: Gabriel Bolívar.
Cal notar que el moment dipolar de l'enllaç C = S és menor que el de l'enllaç C = O en la molècula de COS.
electronegativitat
La electronegativitat en l'escala de Pauling té valors compresos entre 0,65 (per al franci), i 4,0 (per al fluor). En general, els halògens presenten una alta electronegativitat.
Quan la diferència de l'electronegativitat dels elements que formen un enllaç covalent és menor o igual a 0,4, es diu que és apolar o no polar. No obstant això, les úniques molècules que són veritablement apolars són aquelles formades per enllaços entre àtoms idèntics (com l'hidrogen, HH).
forces intermoleculars
Perquè una substància es dissolgui en l'aigua ha d'interaccionar electrostàticament amb les molècules; interaccions que no poden realitzar les molècules apolars.
En les molècules apolars, les seves càrregues elèctriques no estan confinades en un extrem de la molècula, sinó distribuïdes simètricament (o homogèniament). Per tant, és incapaç d'interactuar mitjançant forces dipol-dipol.
En canvi, les molècules apolars interactuen entre si mitjançant les forces de dispersió de London; aquestes són, dipols instantanis que polaritzen el núvol electrònica dels àtoms de molècules veïnes. Aquí la massa molecular és un factor predominant en les propietats físiques d'aquestes molècules.
Com identificar-les?
-Potser un els millors mètodes per a identificar una molècula apolar és la seva solubilitat en diferents solvents polars, sent generalment poc solubles en ells.
-En general, les molècules apolars són de naturalesa gasosa. Poden també ser formar líquids immiscibles amb l'aigua.
-Els sòlids apolars es caracteritzen per ser tous.
-Les forces de dispersió que les manté unides són en general febles. A causa d'això, els seus punts de fusió o ebullició tendeixen a ser inferiors als dels compostos de naturalesa polar.
-Les molècules apolars, especialment sota la forma líquida, són mals conductors de l'electricitat, ja que no tenen càrrega elèctrica neta.
exemples
gasos nobles
Encara que no són molècules, els gasos nobles es consideren apolars. Si s'assumeix que per breus períodes de temps interaccionen dos dels seus àtoms, He-He, aquesta interacció podria considerar (a mitges) com una molècula; molècula que seria de naturalesa apolar.
molècules diatòmiques
Les molècules diatòmiques, com l'H 2, el Br 2, el I 2, el Cl 2, l'O 2, i el F 2, són apolars. Aquestes tenen per fórmula general A 2, AA.
Hidrocarburs
¿I si A fos un grup d'àtoms? S'estaria davant altres compostos apolars; per exemple, l'età, CH 3 -CH 3, l'esquelet carbonat és lineal, CC.
El metà, CH 4, i l'età, C 2 H 6, són molècules apolars. El carboni té una electronegativitat de 2,55; mentre que l'electronegativitat de l'hidrogen és 2,2. Per tant, hi ha un vector dipol de baixa intensitat, orientat des del hidrogen cap al carboni.
Però, a causa de la simetria geomètrica de les molècules de metà i età, la suma dels vectors dipol o moments dipolars en les seves molècules és nul·la, pel que no hi ha una càrrega neta en les molècules.
En general passa el mateix amb tots els hidrocarburs, i tot i que hi hagi insaturacions en ells (dobles i triples enllaços), es consideren apolars o compostos de baixa polaritat. Així mateix, els hidrocarburs cíclics són molècules apolars, com el ciclohexà o ciclobutano.
altres
Les molècules de diòxid de carboni (CO 2) i disulfur de carboni (CS 2) són molècules apolars, totes dues amb una geometria lineal.
Al disulfur de carboni, l'electronegativitat de l'carboni és de 2,55, mentre que l'electronegativitat de l'sofre és de 2,58; per la qual cosa tots dos elements tenen, pràcticament, la mateixa electronegativitat. No hi ha generació d'un vector dipol i per tant, la càrrega neta és zero.
Així mateix, es tenen les següents molècules CCl 4 i AlBr 3, ambdues apolars:
Molècules d'CCl4 i AlBr3. Font: Gabriel Bolívar.
Al tribromuro d'alumini, AlBr 3 passa el mateix que amb el BF 3, a l'inici de l'article. Mentrestant, per al tetraclorur de carboni, CCl 4, la geometria és tetraèdrica i simètrica, ja que tots els enllaços CCl són iguals.
De la mateixa manera, les molècules amb la fórmula general CX 4 (CF 4, CI 4 i CBr 4), també són apolars.
I per acabar, una molècula apolar pot fins i tot tenir geometria octaèdrica, com és el cas de l'hexafluorur de sofre, SF 6. De fet, pot tenir qualsevol geometria o estructura, per tal que sigui simètrica i la distribució electrònica sigui homogènia.
referències
- Carey FA (2008). Química Orgànica. Àcids carboxílics. (Sisena edició). Mc Graw Hill.
- Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Polaritat de molècules. Recuperat de: corinto.pucp.edu.pe
- Tutor Vista. (2018). Nonpolar molecule. Recuperat de: chemistry.tutorvista.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28 de gener de al 2019). Examples of Polar and Nonpolar Molecules. Recuperat de: thoughtco.com
- Kurtus R. (19 de setembre de 2016). Polar and non-polar molecules. School for Champions. Recuperat de: school-for-champions.com
- Ganong W. (2004). Fisiologia Mèdica. Edició 19 ª. Editorial el Manual Modern.