Ejemplos de moléculas polares y no polares

Comprender la polaridad de las moléculas y poder predecir qué moléculas son polares y cuales no es una de las habilidades fundamentales que se espera que desarrolle un estudiante de química básica. Predecir la polaridad permite comprender propiedades físicas como los puntos de fusión y ebullición, así como la solubilidad de una sustancia química en otra.

La polaridad de las moléculas tiene que ver con la forma en la que están distribuidas las cargas eléctricas a lo largo de su estructura. Una molécula es polar cuando posee un momento dipolar neto, lo que implica que una parte de la molécula posee una mayor densidad de cargas eléctricas negativas mientras que otra parte de la molécula posee una mayor densidad de cargas positivas, lo que da origen a un dipolo eléctrico, que esprecisamente lo que hace que la molécula sea polar.

En pocas palabras, una molécula será polar si posee enlaces polares (los cuales poseen un momento dipolar), y si los momentos dipolares de dichos enlaces no se cancelan entre sí. Por otro lado, una molécula será apolar o no polar si no posee ningún enlace polar, o que sí los posee, pero sus momentos dipolares se cancelan.

Enlaces polares y no polares

Para que una molécula sea polar debe poseer enlaces polares, que son un tipo de enlace covalente que se forma entre elementos que tienen una diferencia de electronegatividad entre 0,4 y 1,7.

La siguiente tabla ilustra los distintos tipos de enlaces que se pueden formar entre dos átomos en función de sus electronegatividades:

Algunos ejemplos de enlaces polares

Enlace C-O

Enlace C-N

Enlace C=O

Polaridad y geometría molecular

Cabe resaltar que el solo hecho de poseer enlaces polares no asegura que una molécula sea polar, ya que, para que esto suceda, la molécula como un todo debe poseer un momento dipolar neto. Por esta razón, al analizar una molécula para determinar si es o no polar, se debe tomar en cuenta la geometría molecular, que no es más que la forma en la que todos los átomos que componen la molécula están orientados en el espacio.

Ejemplo aplicado: la molécula de agua

La molécula de agua es tal vez la molécula polar más conocida por todos, pero, ¿por qué es polar? En primer lugar, la molécula de agua posee dos enlaces covalentes O-H que son enlaces polares (es decir, que tienen un momento dipolar).

Pero, otras moléculas, tales como el dióxido de carbono, también poseen dos enlaces polares, y sin embargo son apolares. Esto lleva a la segunda causa detrás de la polaridad de la molécula de agua: tiene geometría angular.

El hecho de que los dos enlaces de la molécula de agua no estén alineados como en una molécula lineal, sino formando un ángulo, asegura que sus momentos dipolares no se puedan cancelar entre sí.

En la siguiente figura se muestra la geometría de la molécula de agua y cómo se lleva a cabo la suma vectorial de los momentos dipolares para determinar si hay o no un momento dipolar neto.

El resultado de la suma de los momentos dipolares da un momento dipolar neto que pasa por el centro de la molécula apuntando hacia el oxígeno, que es el elemento más electronegativo presente.

Ejemplos de moléculas polares

Existen una gran variedad de compuestos formados por moléculas polares. A continuación, se presenta una breve lista de algunos de ellos:

Ejemplos de moléculas apolares o no polares

Así como son muchas las moléculas polares, también son muchas las no polares. Para comenzar, las moléculas que poseen los enlaces covalentes más puros (menos polares) son los elementos diatómicos homonucleares:

Además de estas especies, aquí presentamos algunos ejemplos de otras moléculas más complejas pero que siguen siendo no polares o apolares:

Finalmente, otras especies apolares corresponden a los gases nobles (Helio, Neón, Argón, Criptón y Xenón), aunque estos son elementos monoatómicos, no moléculas. Al no poseer enlaces, no pueden ser polares, por lo que son completamente apolares.

Referencias

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Chang, R., & Goldsby, K. A. (2012). Chemistry, 11th Edition (11th ed.). New York City, New York: McGraw-Hill Education.

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Smith, M. B., & March, J. (2001). March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th Edition (5th ed.). Hoboken, New Jersey: Wiley-Interscience.