Come spiegare la polarità

In chimica, la polarità si riferisce al modo in cui gli atomi si legano tra loro. Quando gli atomi si uniscono in un legame chimico, condividono gli elettroni. Una molecola polare nasce quando uno degli atomi esercita una forza attrattiva più forte sugli elettroni del legame. Gli elettroni vengono attratti maggiormente verso quell'atomo, così che la molecola mostra un leggero squilibrio di carica.

In un atomo neutro, gli elettroni orbitano attorno al nucleo dell'atomo in una nuvola. Quando gli atomi si legano, condividono questi elettroni. In questo caso, le nuvole di densità elettronica si intersecano tra loro. Questo è più pronunciato in un legame covalente, in cui gli elettroni sono condivisi equamente. Quando una molecola è polare, invece, gli elettroni tendono verso uno degli atomi del legame. L'immagine esatta delle nuvole di densità elettronica per questi legami può differire a seconda degli atomi coinvolti.

La polarità di un legame è determinata da un concetto periodico chiamato elettronegatività. L'elettronegatività è un'espressione della tendenza di un atomo ad attrarre elettroni in un legame chimico. Per determinare la polarità di un legame, è necessario trovare la differenza nelle elettronegatività degli atomi coinvolti. Se la differenza è tra 0,4 e 1,7, il legame sarà polare. Se la differenza è maggiore, il legame avrà carattere ionico. Ciò significa che gli elettroni verranno prelevati dall'elemento meno elettronegativo e trascorreranno tutto il loro tempo in orbita attorno all'elemento più elettronegativo. Se la differenza di elettronegatività è inferiore a 0,4, il legame sarà covalente non polare. Ciò significa che gli elettroni saranno condivisi equamente tra gli atomi e il legame non avrà un carattere polare.

In un legame polare, la differenza risultante nelle cariche parziali di ciascun atomo è chiamata momento di dipolo. La carica parziale negativa si trova nell'elemento più elettronegativo. La carica parziale positiva si trova nell'elemento meno elettronegativo. I momenti di dipolo nei singoli legami che compongono una molecola possono dare all'intera molecola un corrispondente momento di dipolo netto. Mentre si dice che la molecola sia elettricamente neutra, ha ancora alcune proprietà attraenti e repulsive a causa del suo momento di dipolo. Questo può portare ad alcune proprietà molecolari uniche. Ad esempio, il momento di dipolo molecolare della molecola d'acqua porta alla caratteristica tensione superficiale dell'acqua.

In alcuni casi, i singoli legami di una molecola sono di natura polare, ma la molecola stessa non lo è. Ciò si verifica quando le cariche parziali si annullano a causa della stessa forza e dell'orientamento fisico opposto. Ad esempio, la molecola di anidride carbonica è costituita da due legami carbonio-ossigeno. L'elettronegatività dell'ossigeno è 3,5 e l'elettronegatività del carbonio è 2,5. Hanno una differenza di uno, il che significa che ogni legame carbonio-ossigeno è polare. Tuttavia, nella molecola di anidride carbonica, gli atomi sono orientati linearmente con il carbonio nel mezzo. Le cariche parziali dei due atomi di ossigeno si annullano, producendo una molecola non polare.