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Comprendere la polarità delle molecole ed essere in grado di prevedere quali molecole sono polari e quali no è una delle abilità fondamentali che uno studente di chimica di base dovrebbe sviluppare. La previsione della polarità ci consente di comprendere proprietà fisiche come i punti di fusione e di ebollizione, nonché la solubilità di una sostanza chimica in un’altra.
La polarità delle molecole ha a che fare con il modo in cui le cariche elettriche sono distribuite nella loro struttura. Una molecola è polare quando ha un momento di dipolo netto, il che implica che una parte della molecola ha una maggiore densità di cariche elettriche negative mentre un’altra parte della molecola ha una maggiore densità di cariche positive, dando origine a un dipolo. che è precisamente ciò che rende la molecola polare.
In poche parole, una molecola sarà polare se ha legami polari (che hanno un momento di dipolo) e se i momenti di dipolo di quei legami non si annullano a vicenda. D’altra parte, una molecola sarà apolare o non polare se non ha legami polari, o se li ha, ma i suoi momenti di dipolo si annullano.
legami polari e apolari
Affinché una molecola sia polare, deve avere legami polari, che sono un tipo di legame covalente che si forma tra elementi che hanno una differenza di elettronegatività compresa tra 0,4 e 1,7.
La tabella seguente illustra i diversi tipi di legami che possono formarsi tra due atomi in base alla loro elettronegatività:
| tipo di collegamento | differenza di elettronegatività | Esempio |
| legame ionico | >1.7 | NaCl; LiF |
| legame polare | Tra 0,4 e 1,7 | OH; HF; NH |
| legame covalente apolare | <0,4 | CH; CIRCUITO INTEGRATO |
| legame covalente puro o apolare | H H; oh; F.F |
Alcuni esempi di legami polari
collegamento CO
Collegamento NC
Legame C=O
Polarità e geometria molecolare
Va notato che il semplice fatto di avere legami polari non garantisce che una molecola sia polare, poiché, perché ciò avvenga, la molecola nel suo insieme deve avere un momento di dipolo netto. Per questo motivo, quando si analizza una molecola per determinare se sia o meno polare, bisogna tenere conto della geometria molecolare, che non è altro che il modo in cui tutti gli atomi che compongono la molecola sono orientati nello spazio.
Esempio applicato: la molecola dell’acqua
La molecola d’acqua è forse la molecola polare più familiare, ma perché è polare? Innanzitutto, la molecola d’acqua ha due legami covalenti OH che sono legami polari (cioè hanno un momento di dipolo).
Ma anche altre molecole, come l’anidride carbonica, hanno due legami polari, ma sono non polari. Questo porta alla seconda causa dietro la polarità della molecola d’acqua: ha una geometria angolare.
Il fatto che i due legami nella molecola d’acqua non siano allineati come in una molecola lineare, ma ad angolo, assicura che i loro momenti di dipolo non possano annullarsi a vicenda.
La figura seguente mostra la geometria della molecola d’acqua e come viene eseguita la somma vettoriale dei momenti di dipolo per determinare se esiste o meno un momento di dipolo netto.
Il risultato della somma dei momenti di dipolo dà un momento di dipolo netto che passa per il centro della molecola puntando verso l’ossigeno, che è l’elemento più elettronegativo presente.
Esempi di molecole polari
Esiste un’ampia varietà di composti formati da molecole polari. Ecco un breve elenco di alcuni di essi:
| Molecola | Formula | legami polari |
| Acetato di etile | CH 3 COOCH 2 CH 3 | CO; C=O |
| Acetone | (CH3 ) 2C = O | C=O |
| acetonitrile | CH 3 NC | CN |
| Acido acetico | CH3COOH _ _ | CO; C=O e OH |
| Acqua | H2O _ _ | ooh |
| Ammoniaca | NH3 _ | NH |
| Dimetilformammide | (CA 3 ) 2 NCHO | C=O; CN |
| dimetilsolfossido | ( CH3 ) 2SO _ | Y=O |
| Diossido di zolfo | SO2 _ | Y=O |
| Etanolo | CH3CH2 – OH _ _ | CO; ooh |
| Fenolo | C6H5 – OH _ _ | CO; ooh |
| isopropanolo | (CH3) 2CH -OH | CO; ooh |
| metanolo | CH3 – OH | CO; ooh |
| metilammina | CH3NH2 _ _ _ | NC; NH |
| n-propanolo | CH3CH2CH2 – OH _ _ _ _ | CO; ooh |
| Idrogeno solforato | H2S _ _ | SH |
Esempi di molecole non polari o non polari
Così come ci sono molte molecole polari, ce ne sono anche molte non polari. Per cominciare, le molecole che possiedono i legami covalenti più puri (meno polari) sono gli elementi biatomici omonucleari:
| Molecola | Formula |
| bromo molecolare | br 2 |
| cloro molecolare | classe 2 |
| fluoruro molecolare | F2_ _ |
| idrogeno molecolare | h2_ _ |
| azoto molecolare | # 2 |
| ossigeno molecolare | o 2 |
| iodio molecolare | io 2 |
Oltre a queste specie, ecco alcuni esempi di altre molecole più complesse che sono ancora non polari o non polari:
| Molecola | Formula |
| Acetilene | C2H2 _ _ _ |
| Benzene | C6H6 _ _ _ |
| cicloesano | C6H12 _ _ _ |
| dimetil etere | ( CH3 ) 2O _ |
| Diossido di carbonio | CO2 _ |
| etano | C2H6 _ _ _ |
| Etere etilico | (CH 3 CH 2 ) 2 O |
| Etilene | C2H4 _ _ _ |
| esano | C6H14 _ _ _ |
| Metano | CAP 4 |
| Tetracloruro di carbonio | ICC 4 |
| toluene | DO 6 H 5 CH 3 |
| xilene | C6H4 ( CH3 ) 2 _ _ _ |
Infine, altre specie apolari corrispondono ai gas nobili (Elio, Neon, Argon, Krypton e Xenon), sebbene si tratti di elementi monoatomici, non di molecole. Poiché non hanno legami, non possono essere polari, quindi sono completamente non polari.
Riferimenti
Carey, F., & Giuliano, R. (2014). Chimica organica (9a ed .). Madrid, Spagna: McGraw-Hill Interamericana de España SL
Chang, R. e Goldsby, KA (2012). Chimica, 11a edizione (11a ed.). New York City, New York: McGraw-Hill Education.
Struttura molecolare e polarità. (2020, 30 ottobre). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/1858
forze intermolecolari. (2020, 30 ottobre). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/1877
Smith, MB, e marzo, J. (2001). Chimica organica avanzata di marzo: reazioni, meccanismi e struttura, 5a edizione (5a ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience.
