АПОЛЯРНЫЕ МОЛЕКУЛЫ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

Эти неполярные молекулы являются те , которые присутствуют в их структуре симметричное распределение их электронов. Это возможно, если разность электроотрицательностей их атомов мала или если электроотрицательные атомы или группы векторно нейтрализуют свое влияние на молекулу.

Не всегда «неполярность» абсолютна. По этой причине молекулы с низкой полярностью иногда считаются неполярными; то есть он имеет дипольный момент µ, близкий к 0. Здесь мы вводим поле относительного: насколько низким должно быть µ, чтобы молекула или соединение считались неполярными?

Неполярная молекула BF3. Источник: Benjah-bmm27 через Commons Wikimedia.

Чтобы лучше решить эту проблему, существует молекула трифторида бора, BF ₃ (верхнее изображение).

Атом фтора намного электроотрицательнее атома бора, поэтому связи BF полярны. Однако молекула BF ₃ симметрична (тригональная плоскость) и влечет за собой векторное сокращение трех моментов BF.

Таким образом, также образуются неполярные молекулы, даже при наличии полярных связей. Сгенерированная полярность может быть уравновешена существованием другого полярного звена такой же величины, что и предыдущее, но ориентированного в противоположном направлении; как это происходит в BF ₃ .

Характеристики аполярной молекулы

симметричность

Чтобы эффекты полярных связей нейтрализовали друг друга, молекула должна иметь определенную геометрическую структуру; например, линейный, самый простой для понимания с первого взгляда.

Это случай диоксида углерода (CO ₂ ), который имеет две полярные связи (O = C = O). Это связано с тем, что два дипольных момента связей C = O сокращаются, когда одна ориентирована в одну сторону, а вторая - в другую под углом 180 °.

Следовательно, одна из первых характеристик, которые следует учитывать при оценке «неполярности» молекулы с высоты птичьего полета, - это наблюдение ее симметричности.

Предположим, что вместо CO ₂ у нас есть молекула COS (O = C = S), называемая карбонилсульфидом.

Теперь это уже не аполярная молекула, поскольку электроотрицательность серы меньше, чем у кислорода; и, следовательно, дипольный момент C = S отличается от дипольного момента C = O. В результате COS - полярная молекула (насколько полярна - другое дело).

Изображение ниже в графическом виде резюмирует все только что описанное:

Дипольные моменты молекул CO2 и COS. Источник: Габриэль Боливар.

Обратите внимание, что дипольный момент связи C = S меньше, чем у связи C = O в молекуле COS.

Электроотрицательность

Электроотрицательность по шкале Полинга имеет значения от 0,65 (для франция) до 4,0 (для фтора). В целом галогены обладают высокой электроотрицательностью.

Когда разница в электроотрицательности элементов, образующих ковалентную связь, меньше или равна 0,4, она считается неполярной или неполярной. Однако единственные действительно неполярные молекулы - это те, которые образованы связями между идентичными атомами (такими как водород, HH).

Межмолекулярные силы

Чтобы вещество растворилось в воде, оно должно электростатически взаимодействовать с молекулами; взаимодействия, которые не могут выполнять неполярные молекулы.

В неполярных молекулах их электрические заряды не ограничиваются одним концом молекулы, а симметрично (или гомогенно) распределены. Следовательно, он не может взаимодействовать через диполь-дипольные силы.

Вместо этого неполярные молекулы взаимодействуют друг с другом через силы рассеяния Лондона; Это мгновенные диполи, поляризующие электронное облако атомов соседних молекул. Здесь молекулярная масса является преобладающим фактором физических свойств этих молекул.

Как их идентифицировать?

-Возможно, одним из лучших методов идентификации аполярной молекулы является ее растворимость в различных полярных растворителях, которая, как правило, не очень растворима в них.

-В общем, неполярные молекулы имеют газообразную природу. Они также могут образовывать несмешивающиеся жидкости с водой.

- Аполярные твердые тела отличаются мягкостью.

-Силы рассеивания, которые удерживают их вместе, обычно слабы. Из-за этого их температуры плавления или кипения обычно ниже, чем у соединений полярной природы.

-Аполярные молекулы, особенно в жидкой форме, плохо проводят электричество, так как у них отсутствует чистый электрический заряд.

Примеры

благородные газы

Хотя благородные газы не являются молекулами, они считаются неполярными. Если предположить, что два его атома, He-He, взаимодействуют в течение коротких периодов времени, указанное взаимодействие можно рассматривать (наполовину) как молекулу; молекула, которая была бы неполярной по природе.

Двухатомные молекулы

Двухатомные молекулы, такие как H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ и F ₂ , неполярны. Они имеют общую формулу A ₂ , AA.

углеводороды

Что, если бы A была группой атомов? Это было бы раньше других неполярных соединений; например, этан, CH ₃ -CH ₃ , углеродный скелет которого является линейным, CC.

Метан, CH ₄ , и этан, C ₂ H ₆ , являются аполярными молекулами. Углерод имеет электроотрицательность 2,55; а электроотрицательность водорода - 2,2. Следовательно, имеется дипольный вектор низкой интенсивности, ориентированный от водорода к углероду.

Но из-за геометрической симметрии молекул метана и этана сумма дипольных векторов или дипольных моментов в их молекулах равна нулю, поэтому на молекулах нет чистого заряда.

В общем, то же самое происходит со всеми углеводородами, и даже когда в них есть ненасыщенности (двойные и тройные связи), они считаются неполярными соединениями или соединениями с низкой полярностью. Также циклические углеводороды представляют собой неполярные молекулы, такие как циклогексан или циклобутан.

другие

Молекулы диоксида углерода (CO ₂ ) и сероуглерода (CS ₂ ) являются неполярными молекулами, оба с линейной геометрией.

В сероуглероде электроотрицательность углерода составляет 2,55, а для серы - 2,58; поэтому оба элемента имеют практически одинаковую электроотрицательность. Нет генерации дипольного вектора, поэтому чистый заряд равен нулю.

Аналогичным образом, существуют следующие молекулы CCl ₄ и AlBr ₃ , обе неполярные:

Молекулы CCl4 и AlBr3. Источник: Габриэль Боливар.

В трибромиде алюминия AlBr ₃ происходит так же, как и с BF ₃ , в начале статьи. Между тем, для четыреххлористого углерода CCl ₄ геометрия тетраэдрическая и симметричная, поскольку все связи C-Cl одинаковы.

Аналогичным образом, молекулы с общей формулой CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ и CBr ₄ ) также неполярны.

И, наконец, неполярная молекула может иметь даже октаэдрическую геометрию, как в случае с гексафторидом серы SF ₆ . Фактически, он может иметь любую геометрию или структуру, при условии, что он симметричен и его электронное распределение однородно.

Ссылки

1. Кэри Ф.А. (2008). Органическая химия. Карбоновые кислоты. (Издание шестое). Мак Гроу Хилл.
2. Седрон Дж., Ланда В., Роблес Дж. (2011). Молекулярная полярность. Получено с: corinto.pucp.edu.pe
3. Просмотр наставника. (2018). Неполярная молекула. Получено с: chemistry.tutorvista.com
4. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (28 января 2019 г.). Примеры полярных и неполярных молекул. Получено с: thinkco.com
5. Куртус Р. (19 сентября 2016 г.). Полярные и неполярные молекулы. Школа чемпионов. Получено с: school-for-champions.com
6. Ганонг В. (2004). Медицинская физиология. Выпуск 19- ^й . От редакции Современного пособия.