¿Cómo interactúan las moléculas polares y no polares entre sí?

Las moléculas polares y no polares se encuentran en sustancias covalentes. Algunas moléculas covalentes tienen la capacidad de polarizarse y otras no. Las moléculas polares y las moléculas no polares interactúan entre sí de diferentes maneras. Las moléculas polares interactúan entre sí por fuerzas como las interacciones dipolo-dipolo, mientras que las moléculas no polares interactúan entre sí a través de las fuerzas de dispersión de Londres. Echemos un vistazo a cómo estas moléculas se diferencian unas de otras en la naturaleza y cómo interactúan unas con otras.

Este articulo explica,

1. ¿Qué son las moléculas polares??
       - Definición, características y ejemplos.
2. ¿Qué son las moléculas no polares??
       - Definición, características y ejemplos.
3. ¿Cómo interactúan las moléculas polares y no polares entre sí??

¿Qué son las moléculas polares?

Las moléculas polares son el resultado de electrones dispersos asimétricamente en una molécula. Un enlace covalente se forma al compartir dos electrones entre dos átomos. Estos átomos pueden ser del mismo elemento o de dos elementos diferentes. Cuando hay dos elementos diferentes involucrados, pueden tener electronegatividades similares (la capacidad de atraer electrones) o electronegatividades diferentes. Si la diferencia de electronegatividad entre dos átomos es 0.4<, there is a great tendency for the more electronegative atom to pull the shared pair of electrons towards itself. Hence, there will be a slight negative charge (δ-) induced upon it, leaving the other atom slightly positive (δ+). This process is called polarización.

Figura 1: dipolo permanente de la molécula de agua.

Molécula de agua es un buen ejemplo de moléculas polares. La diferencia de electronegatividad entre O y H es 1.5; por lo tanto, el par de electrones compartidos se atrae más hacia el átomo de oxígeno que es más electronegativo. Por lo tanto, se dice que la molécula de agua está polarizada..

Algunos otros ejemplos de moléculas polares son el amoníaco (NH₃), Sulfuro de hidrógeno (H₂S) y dióxido de azufre (SO₂).

¿Qué son las moléculas no polares?

Las moléculas no polares tienen electrones distribuidos simétricamente; Por lo tanto, no hay separación de carga. Básicamente, esto sucede cuando dos átomos de electronegatividad similar se unen para formar un enlace covalente. Por lo tanto, el par de electrones que comparten casi no está sesgado hacia ninguno de los átomos participantes. No se puede ver separación de carga en tales moléculas. Sin embargo, incluso si hay una separación de carga, la forma de algunas moléculas cancela las cargas. CO₂ es un ejemplo típico.

Figura 2: Estructura de Lewis del dióxido de carbono

Aunque hay una diferencia de electronegatividad suficiente entre los átomos de C y O para calificar para un enlace polar, las cargas se cancelan debido a la forma lineal de la molécula que da como resultado un dipolo neto de cero. Por lo tanto, la molécula de dióxido de carbono es considerada como una molécula no polar..

Ejemplos de compuestos no polares son principalmente moléculas de gas diatómicas tales como N₂, Cl₂ y O₂. Los líquidos de hidrocarburos también son no polares la mayor parte del tiempo. Tolueno, gasolina, pentano y hexano son algunos ejemplos..

¿Cómo interactúan las moléculas polares y no polares entre sí?

Los dos tipos de moléculas interactúan entre sí de manera diferente.

¿Cómo interactúan las moléculas polares entre sí?

Figura 3: interacción dipolo-dipolo entre dos moléculas de HCl

Las moléculas polares interactúan entre sí por fuerzas como las interacciones dipolo-dipolo. Anteriormente se discutió que las moléculas polares tienen una distribución de carga desigual debido a la dispersión asimétrica de electrones. Por lo tanto, el extremo ligeramente positivo de una molécula polar es atraído hacia el extremo ligeramente negativo de otra molécula. La figura anterior (3) muestra claramente la interacción..

El átomo de H ligeramente positivo de una molécula es atraído hacia el átomo de Cl ligeramente negativo de la segunda molécula. La fuerza de atracción entre las dos moléculas se conoce como una interacción dipolo-dipolo..

Hay un tipo especial de interacción dipolo-dipolo que se llama enlaces de hidrógeno. Esta interacción involucra a un donante de hidrógeno, que es un átomo altamente electronegativo de una molécula que dona su hidrógeno para formar un enlace con otro átomo altamente electronegativo con un par de electrones, de otra molécula. Este último se llama un aceptor de hidrógeno. La siguiente figura (4) ilustra la unión de hidrógeno en el agua..

Figura 4: Enlace de hidrógeno en agua

El átomo de oxígeno marcado B acepta hidrógeno del átomo de oxígeno A y establece un enlace entre las dos moléculas de agua. El átomo de oxígeno A es el donante de hidrógeno, mientras que el átomo de oxígeno B es el aceptor de hidrógeno.

¿Cómo interactúan las moléculas no polares entre sí?

Las moléculas no polares no pueden formar interacciones dipolo-dipolo. En cambio, interactúan entre sí formando fuerzas de dispersión de Londres..

Los electrones de una molécula se mueven al azar. Cuando los electrones se recolectan hacia un extremo de la molécula no polar, se induce una ligera carga negativa en ese extremo en particular. Hace que el otro extremo de la molécula sea ligeramente positivo. Esto conduce a una separación de carga temporal en la molécula. Cuando otra molécula no polar llega al vecindario, la primera molécula también tiene la capacidad de inducir un dipolo en la última. Esto ocurre debido a la repulsión de cargas similares..

La densidad electrónica del extremo negativo de la molécula A repele los electrones del extremo adyacente de la molécula B, lo que induce una carga positiva en ese extremo. Entonces se forma un enlace débil en los dos extremos..

Interacción entre moléculas polares y no polares

Las dispersiones de Londres se llaman mucho más débiles que las fuerzas dipolo-dipolo de las moléculas polares. Por lo tanto, la tendencia de las moléculas polares a interactuar con las moléculas no polares es mínima. Debido a que la energía liberada por la formación de fuerzas de dispersión entre las moléculas polares y no polares no es suficiente para romper las fuertes interacciones dipolo-dipolo entre las moléculas polares. Por lo tanto, los solutos no polares no pueden disolverse en disolventes polares..

Referencia: 

Kurtus, Ron. "Moléculas polares y no polares". Entendiendo Química: Escuela para Campeones. N.p., n.d. Web. 07 de febrero de 2017. "¿Por qué los compuestos polares y no polares no se disuelven entre sí?" Intercambio de pila de química. N.p., n.d. Web. 07 feb. 2017.

Imagen de cortesía:

“Dipoli acqua” Por Riccardo Rovinetti - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia

"Dióxido de carbono-octeto-punto-cruzado con código de color 2D" Por Ben Mills - Trabajo propio (Dominio público) a través de Commons Wikimedia

“Dipolo-dipolo-interacción-en-HCl-2D” Por Benjah-bmm27 - Trabajo propio (Dominio público) a través de Commons Wikimedia

“Enlace de hidrógeno en agua-2D” (dominio público) a través de Commons Wikimedia