APOLÄRA MOLEKYLER: EGENSKAPER, IDENTIFIERING OCH EXEMPEL - KEMI - 2026

De apolära molekylerna är de som presenterar i sin struktur en symmetrisk fördelning av deras elektroner. Detta är möjligt om elektronegativitetsskillnaden i deras atomer är liten, eller om de elektronegativa atomerna eller grupperna vektoriskt avbryter deras effekter på molekylen.

Inte alltid "apolaritet" är absolut. Av denna anledning betraktas ibland molekyler med låg polaritet som icke-polära; det vill säga den har ett dipolmoment µ nära 0. Här kommer vi in ​​i släktingens fält: hur lågt måste µ vara för att en molekyl eller en förening ska betraktas som icke-polär?

Icke-polär molekyl av BF3. Källa: Benjah-bmm27 via Commons Wikimedia.

För att bättre hantera problemet finns bortrifluoridmolekylen, BF ₃ (toppbild).

Fluoratom är mycket mer elektronegativ än boratom, och därför är BF-bindningarna polära. Emellertid är BF _3- molekylen symmetrisk (trigonalplan) och medför vektorgradering av de tre BF-momenten.

Således genereras också apolära molekyler, även med förekomsten av polära bindningar. Den genererade polariteten kan balanseras genom förekomsten av en annan polär länk, av samma storlek som den föregående, men orienterad i motsatt riktning; som det händer i BF ₃ .

Egenskaper av en apolär molekyl

Symmetri

För att effekterna av polära bindningar ska avbryta varandra måste molekylen ha en viss geometrisk struktur; till exempel linjär, lättast att förstå vid första anblicken.

Detta är fallet med koldioxid (CO ₂ ), som har två polära bindningar (O = C = O). Detta beror på att de två dipolmomenten för C = O-bindningarna avbryter när den ena är orienterad mot ena sidan, och den andra mot den andra, i en vinkel på 180 °.

Därför är en av de första kännetecknen att ta hänsyn till när man utvärderar ”apolariteten” för en molekyl ur en fågelperspektiv att observera hur symmetrisk den är.

Anta att i stället för CO _{2 har} vi molekylen COS (O = C = S), kallad karbonylsulfid.

Nu är det inte längre en apolär molekyl, eftersom svavelns elektronegativitet är mindre än syre; och därför är dipolmomentet C = S annorlunda från det för C = O. Som ett resultat är COS en polär molekyl (hur polär är en annan fråga).

Bilden nedan sammanfattar grafiskt allt som just beskrivits:

Dipolmoment av CO2- och COS-molekyler. Källa: Gabriel Bolívar.

Observera att dipolmomentet för C = S-bindningen är mindre än C-O-bindningen i COS-molekylen.

Elektronnegativitet

Elektronegativitet på Pauling-skalan har värden mellan 0,65 (för francium) och 4,0 (för fluor). I allmänhet har halogener en hög elektronegativitet.

När skillnaden i elektronegativiteten hos elementen som bildar en kovalent bindning är mindre än eller lika med 0,4 sägs den vara icke-polär eller icke-polär. Men de enda molekylerna som verkligen är apolära är de som bildas av bindningar mellan identiska atomer (som väte, HH).

Intermolekylära krafter

För att ett ämne ska lösas i vatten måste det interagera elektrostatiskt med molekyler; interaktioner som apolära molekyler inte kan utföra.

I apolära molekyler är deras elektriska laddningar inte begränsade till den ena änden av molekylen utan distribueras symmetriskt (eller homogent). Därför kan den inte interagera genom dipol-dipolkrafter.

Istället interagerar apolära molekyler med varandra genom Londons spridningskrafter; Dessa är momentana dipoler som polariserar det elektroniska molnet av atomerna i angränsande molekyler. Här är molekylmassa en dominerande faktor i de fysikaliska egenskaperna hos dessa molekyler.

Hur identifierar du dem?

-Kanske en av de bästa metoderna för att identifiera en apolär molekyl är dess löslighet i olika polära lösningsmedel, eftersom de i allmänhet inte är mycket lösliga i dem.

- Generellt sett är apolära molekyler gasformiga. De kan också vara att bilda blandbara vätskor med vatten.

-Polära fasta ämnen kännetecknas av att de är mjuka.

-Dispersionskrafterna som håller dem samman är generellt svaga. På grund av detta tenderar smältnings- eller kokpunkterna att vara lägre än de av polarföreningar.

-Apolära molekyler, speciellt i flytande form, är dåliga elektriska ledare eftersom de saknar en elektrisk nettoladdning.

exempel

ädelgaser

Även om de inte är molekyler anses ädelgaser vara apolära. Om det antas att två av dess atomer, He-He, interagerar under korta tidsperioder, kan nämnda interaktion betraktas (hälften) som en molekyl; molekyl som skulle vara apolär i naturen.

Diatomiska molekyler

Diatomära molekyler, såsom H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ , och F ₂ , är opolär. Dessa har den allmänna formeln A ₂ , AA.

kolväten

Tänk om A var en grupp atomer? Det skulle vara före andra apolära föreningar; till exempel, etan, CH ₃ -CH ₃ , vars kolskelett är linjär, CC.

Metan, CH ₄ , och etan, C ₂ H ₆ , är opolära molekyler. Kol har en elektronegativitet på 2,55; medan väteelektronegativiteten är 2,2. Därför finns det en lågintensiv dipolvektor, orienterad från väte mot kol.

Men på grund av metan- och etanmolekylernas geometriska symmetri är summan av dipolvektorer eller dipolmoment i deras molekyler noll, så det finns ingen nettoladdning på molekylerna.

I allmänhet händer det samma med alla kolväten, och även om det finns omättnader i dem (dubbel- och trippelbindningar) betraktas de som icke-polära eller lågpolariska föreningar. Cykliska kolväten är också apolära molekyler, såsom cyklohexan eller cyklobutan.

Övriga

Molekylerna koldioxid (CO ₂ ) och koldisulfid (CS ₂ ) är apolära molekyler, båda med en linjär geometri.

I koldisulfid är kolens elektronegativitet 2,55, medan svavelens elektronregativitet är 2,58; så båda elementen har praktiskt taget samma elektronegativitet. Det finns ingen generation av en dipolvektor och därför är nettoladdningen noll.

På liknande sätt finns det följande molekyler CCl ₄ och AlBr ₃ , båda apolära:

CCl4 och AlBr3 molekyler. Källa: Gabriel Bolívar.

I aluminiumtribromid händer AlBr ₃ på samma sätt som med BF ₃ , i början av artikeln. Under tiden, för koltetraklorid, CCl ₄ är geometrin tetraedriska och symmetrisk, eftersom alla CCL bindningar är desamma.

På liknande sätt, molekyler med den allmänna formeln CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ och CBr ₄ ), är också icke-polära.

Och slutligen kan en apolär molekyl till och med ha en oktaedrisk geometri, som är fallet med svavelhexafluorid, SF ₆ . I själva verket kan den ha valfri geometri eller struktur, så länge den är symmetrisk och dess elektroniska distribution är homogen.

referenser

1. Carey FA (2008). Organisk kemi. Karboxylsyror. (Sjätte upplagan). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Molekylär polaritet. Återställs från: corinto.pucp.edu.pe
3. Tutor View. (2018). Icke-polär molekyl. Återställd från: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28 januari 2019). Exempel på polära och icke-polära molekyler. Återställd från: thoughtco.com
5. Kurtus R. (19 september 2016). Polära och icke-polära molekyler. Skola för mästare. Återställs från: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Medicinsk fysiologi. Utgåva 19: ^e . Redaktör av den moderna manualen.