¿Cómo afecta la forma molecular a la polaridad?

La polaridad se produce en las moléculas covalentes. Los enlaces covalentes se forman cuando dos átomos del mismo elemento o de diferentes elementos comparten electrones, de modo que cada átomo cumple su configuración electrónica de gas noble. Estas moléculas covalentes pueden ser polares o no polares.

Este articulo explica,
     1. ¿Qué es la polaridad?
     2. ¿Cómo afecta la forma molecular a la polaridad?
     3. Ejemplos

Que es la polaridad

La polaridad de una molécula define sus otras propiedades físicas como el punto de fusión, el punto de ebullición, la tensión superficial, la presión de vapor, etc. En términos simples, la polaridad se produce cuando la distribución de electrones en una molécula es asimétrica. Esto resulta en un momento dipolar neto en la molécula. Un extremo de la molécula tiene una carga negativa, mientras que el otro recibe una carga positiva.

La razón principal de la polaridad de una molécula es la electronegatividad de los dos átomos que participan en el enlace covalente. En el enlace covalente, dos átomos se juntan para compartir un par de electrones. El par compartido de electrones pertenece a ambos átomos. Sin embargo, las atracciones de los átomos hacia los electrones difieren de un elemento a otro. Por ejemplo, el oxígeno muestra más atracción hacia los electrones que el hidrógeno. Esto se llama electronegatividad..

Cuando los dos átomos que participan en la formación del enlace tienen una diferencia electronegativa 0.4<, the pair of electrons they share is pulled towards the more electronegative atom. This results in a slight negative charge on the more electronegative atom, leaving a slight positive charge on the other. In such cases, the molecule is considered to be polarized.

Figura 1: Molécula de fluoruro de hidrógeno

La F altamente negativa en la molécula de HF obtiene una ligera carga negativa mientras que el átomo de H se vuelve ligeramente positivo. Esto resulta en un momento dipolar neto en una molécula.

¿Cómo afecta la forma molecular a la polaridad?

La polarización de una molécula depende en gran medida de la forma de la molécula. Una molécula diatómica como HF mencionada anteriormente no tiene ningún problema de forma. El momento dipolar neto solo se debe a la distribución desigual de electrones entre los dos átomos. Sin embargo, cuando hay más de dos átomos involucrados en hacer un enlace, hay muchas complejidades.

Veamos la molécula de agua, que es altamente polar, como ejemplo..

Figura 2: Molécula De Agua

La molécula de agua es de forma doblada. Por lo tanto, cuando los dos pares de electrones compartidos por el oxígeno con dos átomos de hidrógeno se dirigen hacia el oxígeno, el momento dipolar neto se traduce en la dirección del átomo de oxígeno. No hay otra fuerza para anular el momento dipolar resultante. Por lo tanto, la molécula de agua es altamente polar..

Figura 3: Molécula De Amoniaco

La molécula de amoniaco tiene una forma piramidal y el átomo de N electronegativo atrae a los electrones hacia sí mismo. Los tres enlaces N-H no están en el mismo plano; De ahí que los momentos dipolares creados no se anulen. Esto hace del amoníaco una molécula polar..

Sin embargo, los momentos dipolares a veces se cancelan debido a la forma de las moléculas, lo que hace que la molécula no sea polar. El dióxido de carbono es tal molécula.

Figura 4: Molécula de dióxido de carbono

Los átomos de C y O tienen una diferencia de electronegatividad de 1.11, lo que hace que los electrones se desvíen más hacia el átomo de O. Sin embargo, la molécula de dióxido de carbono es de forma lineal plana. Los tres átomos están en el mismo plano con C en el medio de dos átomos O. El momento dipolar de un enlace C-O se cancela en el otro ya que se encuentran en dos direcciones opuestas, lo que hace que la molécula de dióxido de carbono no sea polar. A pesar de que la diferencia de electronegatividad era suficiente, la forma juega un papel crucial en la determinación de la polaridad de la molécula.

La polaridad del tetracloruro de carbono también es un escenario similar..

Figura 5: Molécula de tetracloruro de carbono

La diferencia de electronegatividad entre el carbono y el cloro es suficiente para que el enlace C-Cl se polarice. El par de electrones compartidos entre C y Cl son más hacia los átomos de Cl. Sin embargo, la molécula de tetracloruro de carbono tiene una forma simétrica de tetraedro, lo que resulta en la cancelación de los momentos dipolares netos de los enlaces que dan como resultado un momento dipolar neto nulo. Por lo tanto, la molécula se vuelve no polar..

Imagen de cortesía:

1. “Hydrogen-fluoride-3D-vdW” ByBenjah-bmm27- Trabajo propio asumido (basado en reclamaciones de derechos de autor) (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. “Ammonium-2D” Por Lukáš Mižoch - Trabajo propio (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
3. “Dióxido de carbono” (dominio público) a través de Commons Wikimedia
4. “Carbon-tetrachloride-3D-balls” (dominio público) a través de Commons Wikimedia

Referencia:

1. "¿Por qué la molécula de tetracloruro de carbono no es polar y, sin embargo, sus enlaces son polares?" Socratic.org. N.p., n.d. Web. 13 de febrero de 2017.
2. "¿Es el amoníaco polar?" Reference.com. N.p., n.d. Web. 13 de febrero de 2017.
3. Ophardt, Charles E. "Polaridad Molecular". Virtual Chembook. Elmhurst College, 2003. Web. 13 de febrero de 2017.