Come sapere se un composto è polare o non polare?

Prima di determinare se un composto è polare, è necessario determinare se i legami in quel composto sono polari o meno. Devi anche determinare la geometria molecolare dei legami e di eventuali coppie solitarie di elettroni.

Prima di parlare del fatto che un intero composto sia polare o meno, dai un'occhiata a cosa determina se un legame è polare o meno. È quindi possibile applicare queste regole per determinare se ogni molecola è polare o non polare.

Una molecola è polare se una parte di essa possiede a carica positiva parziale, e l'altra parte ha a carica negativa parziale.

Quando sono in un legame, gli atomi possono condividere gli elettroni (covalente) o cederli (ionici). L'atomo che tiene più vicini gli elettroni sarà quindi più carico negativamente dell'altro atomo.

L'elettronegatività è una misura di quanto un particolare elemento vuole elettroni. Nella sezione Risorse troverai una tavola periodica che riporta l'elettronegatività di ogni elemento. Più alto è questo numero, più un atomo di quell'elemento "impegnerà" gli elettroni in un legame. Ad esempio, il fluoro è l'elemento più elettronegativo.

I valori di elettronegatività possono aiutarti a determinare quale tipo di legame esiste tra due atomi. È probabile che il legame sia ionico o covalente? Per fare ciò, trova il valore assoluto della differenza tra le elettronegatività dei due atomi. Sulla base di questo valore, la tabella seguente indica se il legame è un legame covalente polare, un legame covalente o un legame ionico.

Pensa all'acqua. Qual è la differenza di elettronegatività tra gli atomi nell'acqua? La differenza di elettronegatività tra H (2,2) e O (3,44) è 1,24. In quanto tale, il legame è covalente polare.

Come hai visto sopra, un legame all'interno di una molecola può essere polare. Cosa significa questo per l'intera molecola?

Quando si determina la polarità della molecola, tutti i legami devono essere considerati. Ciò significa che la carica parziale del vettore di ciascun legame deve essere sommata. Se si annullano, la molecola potrebbe non essere polare. Se rimangono componenti vettoriali, il legame è polare.

Per trovare la direzione di questi vettori, devi esaminare la geometria molecolare dei legami. Puoi trovarlo tramite la teoria della repulsione della coppia di elettroni del guscio di valenza (VSEPR).

La teoria inizia con l'idea che le coppie di elettroni nel guscio di valenza di un atomo si respingono (poiché cariche simili si respingono). Di conseguenza, le coppie di elettroni attorno a un atomo si orienteranno per ridurre al minimo le forze repulsive.

Dai un'occhiata di nuovo all'acqua. L'acqua è legata a due idrogeni e ha anche due coppie di elettroni solitari. Ha una forma curva tetraedrica.

Per determinare se la molecola è polare o meno, devi guardare i vettori di carica parziale sui due legami nella molecola.

Innanzitutto, ci sono due coppie di elettroni sulla molecola, il che significa che ci sarà un grande vettore di carica parziale negativa in quella direzione.

Successivamente, l'ossigeno è più elettronegativo dell'idrogeno e occuperà gli elettroni. Ciò significa che il vettore di carica parziale su ciascun legame avrà una componente negativa che punta verso l'ossigeno.

La componente interna del vettore su ciascun legame si annullerà. La parte che punta verso l'ossigeno non si cancella. Di conseguenza, c'è una carica negativa parziale netta verso il lato ossigeno della molecola. C'è anche una posizione parziale netta verso il lato idrogeno della molecola.

Questa analisi rivela che l'acqua è a molecola polare.

E il CH4?

Primo, CH₄ non ha coppie solitarie poiché tutti gli elettroni sono coinvolti in un singolo legame tra C e H. CH₄ ha una geometria molecolare tetraedrica.

Successivamente, il legame CH è covalente poiché la differenza di elettronegatività è 0,35. Tutti i legami sono covalenti e non ci sarà un grande momento di dipolo. Quindi, CH₄ è una molecola apolare.

La differenza tra molecole polari e non polari può quindi essere trovata dai vettori di carica parziale derivanti da ciascun legame.