NEPOLÁRNE MOLEKULY: VLASTNOSTI, IDENTIFIKÁCIA A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026

Tieto nepolárne molekuly sú tie, ktoré vzhľadom k svojej štruktúre symetrické rozloženie svojich elektrónov. Toto je možné, ak je rozdiel elektronegativity ich atómov malý, alebo ak elektrónegatívne atómy alebo skupiny vektorovo rušia svoje účinky na molekulu.

Nie vždy je „apolarita“ absolútna. Z tohto dôvodu sa molekuly s nízkou polaritou niekedy považujú za nepolárne; to znamená, že má dvojpólový moment µ blízky 0. Tu vstupujeme do poľa relatívnej hodnoty: ako nízka musí byť µ, aby mohla byť molekula alebo zlúčenina považovaná za nepolárnu?

Nepolárna molekula BF3. Zdroj: Benjah-bmm27 prostredníctvom Commons Wikimedia.

Na lepšie vyriešenie problému existuje molekula fluoridu boritého, BF ₃ (horný obrázok).

Atóm fluóru je oveľa elektronegatívnejší ako atóm bóru, a preto sú väzby BF polárne. Avšak, BF ₃ molekula je symetrická (trigonální rovina) a zahŕňa vektor zrušenie troch BF momentov.

Takto sa generujú aj nepolárne molekuly, a to aj pri existencii polárnych väzieb. Vygenerovaná polarita môže byť vyvážená existenciou iného polárneho spojenia rovnakej veľkosti ako predchádzajúca, ale orientovaná opačným smerom; ako sa to deje v BF ₃ .

Charakteristiky nepolárnej molekuly

symetria

Aby sa účinky polárnych väzieb navzájom rušili, molekula musí mať určitú geometrickú štruktúru; napríklad lineárne, najjednoduchšie pochopiteľné na prvý pohľad.

To je prípad oxidu uhličitého (CO ₂ ), ktorý má dva polárne väzby (O = C = O). Je to spôsobené skutočnosťou, že dva dipólové momenty väzieb C = O sa zrušia, keď jedna je orientovaná na jednu stranu a druhá na druhú v uhle 180 °.

Preto je jednou z prvých charakteristík, ktoré treba brať do úvahy pri hodnotení „apolarity“ molekuly z vtáčej perspektívy, pozorovať, aká je symetrická.

Predpokladajme, že namiesto toho, CO ₂ máme molekuly COS (O = C = S), s názvom karbonylsulfidu.

Teraz to už nie je nepolárna molekula, pretože elektronová aktivita síry je menšia ako elektronická; a preto sa dipólový moment C = S líši od momentu C = O. Výsledkom je, že COS je polárna molekula (ako polárna je iná záležitosť).

Obrázok nižšie graficky sumarizuje všetko, čo bolo práve opísané:

Dipólové momenty molekúl CO2 a COS. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Všimnite si, že dipólový moment väzby C = S je menší ako moment väzby C = O v molekule COS.

electronegativity

Elektronegativita v Paulingovej stupnici má hodnoty medzi 0,65 (pre francium) a 4,0 (pre fluór). Všeobecne majú halogény vysokú elektronegativitu.

Ak je rozdiel v elektronegativite prvkov, ktoré tvoria kovalentnú väzbu, menší alebo rovný 0,4, potom sa hovorí, že je nepolárny alebo nepolárny. Jedinými molekulami, ktoré sú skutočne nepolárne, sú molekuly tvorené väzbami medzi identickými atómami (napríklad vodík, HH).

Medzimolekulové sily

Aby sa látka rozpustila vo vode, musí elektrostaticky interagovať s molekulami; interakcie, ktoré nepolárne molekuly nemôžu vykonávať.

V nepolárnych molekulách nie sú ich elektrické náboje obmedzené na jeden koniec molekuly, ale sú distribuované symetricky (alebo homogénne). Preto nie je schopná interakcie prostredníctvom dipól-dipólových síl.

Namiesto toho sa nepolárne molekuly vzájomne ovplyvňujú prostredníctvom londýnskych rozptylových síl; Sú to okamžité dipóly, ktoré polarizujú elektronický oblak atómov susedných molekúl. Molekulárna hmota je tu prevládajúcim faktorom fyzikálnych vlastností týchto molekúl.

Ako ich identifikovať?

- Jednou z najlepších metód na identifikáciu nepolárnej molekuly je jej rozpustnosť v rôznych polárnych rozpúšťadlách, ktorá vo všeobecnosti nie je veľmi rozpustná.

- Vo všeobecnosti sú nepolárne molekuly plynnej povahy. Môžu tiež tvoriť nemiešateľné kvapaliny s vodou.

-Polárne pevné látky sa vyznačujú mäkkosťou.

- Rozptylové sily, ktoré ich držia pohromade, sú vo všeobecnosti slabé. Z tohto dôvodu ich teploty topenia alebo teploty varu majú tendenciu byť nižšie ako teploty topenia zlúčenín polárnej povahy.

-Polárne molekuly, najmä v tekutej forme, sú zlými vodičmi elektriny, pretože im chýba čistý elektrický náboj.

Príklady

Ušľachtilé plyny

Hoci to nie sú molekuly, vzácne plyny sa považujú za nepolárne. Ak sa predpokladá, že dva z jeho atómov, He-He, interagujú krátkodobo, uvedená interakcia by sa mohla považovať (polovicu) za molekulu; molekula, ktorá by mala nepolárny charakter.

Diatomické molekuly

Diatomic molekuly, ako je napríklad H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ a F ₂ , sú nepolárne. Tie majú všeobecnú vzorca A ₂ , AA.

uhľovodíky

Čo keby A bola skupina atómov? Bolo by to pred inými nepolárnymi zlúčeninami; je napríklad etán, CH ₃ -CH ₃ , ktorej uhlíkový skelet je lineárna, CC.

Metán, CH ₄ , a etán, C ₂ H ₆ , sú nepolárne molekuly. Uhlík má elektrolytickú aktivitu 2,55; zatiaľ čo elektrická vodivosť vodíka je 2,2. Preto existuje dipólový vektor s nízkou intenzitou, orientovaný od vodíka k uhlíku.

Ale kvôli geometrickej symetrii metánových a etánových molekúl je súčet dipólových vektorov alebo dipólových momentov v ich molekulách nula, takže na molekulách neexistuje žiadny čistý náboj.

Spravidla to isté platí pre všetky uhľovodíky a aj keď sú v nich nenasýtené väzby (dvojité a trojné väzby), považujú sa za nepolárne zlúčeniny alebo zlúčeniny s nízkou polaritou. Cyklické uhľovodíky sú tiež nepolárne molekuly, ako je cyklohexán alebo cyklobután.

iní

Molekuly oxidu uhličitého (CO ₂ ) a sírouhlík (CS ₂ ) sú nepolárne molekuly, a to ako s lineárnym geometriou.

V prípade sírouhlíka je elektronická aktivita uhlíka 2,55, zatiaľ čo elektronová aktivita síry je 2,58; takže oba prvky majú prakticky rovnakú elektronegativitu. Neexistuje žiadna generácia dipólového vektora, a preto je čistý náboj nulový.

Rovnako tak sú tieto molekuly CCl ₄ a Albro ₃ , a to ako nepolárne:

Molekuly CCl4 a AlBr3. Zdroj: Gabriel Bolívar.

V bromid hlinitý, Albro ₃ sa deje rovnako ako s BF ₃ , na začiatku článku. Medzitým, tetrachlórmetánu, tetrachlórmetánu ₄ , geometria je štvorboká a symetrické, pretože všetky CCL väzby sú rovnaké.

Podobne, molekuly s všeobecného vzorca CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ a cbr ₄ ), sú tiež nepolárne.

A konečne, nepolárne molekuly mať dokonca octahedral geometria, ako je tomu v prípade fluoridu sírového, SF ₆ . V skutočnosti môže mať akúkoľvek geometriu alebo štruktúru, pokiaľ je symetrická a jej elektronická distribúcia je homogénna.

Referencie

1. Carey FA (2008). Organická chémia. Karboxylové kyseliny. (Šieste vydanie). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Molekulárna polarita. Získané z: corinto.pucp.edu.pe
3. Zobrazenie tútora. (2018). Nepolárna molekula. Obnovené z: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28. januára 2019). Príklady polárnych a nepolárnych molekúl. Získané z: thinkco.com
5. Kurtus R. (19. september 2016). Polárne a nepolárne molekuly. Škola majstrov. Získané z: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Lekárska fyziológia. Vydať 19 ^tis . Redakcia Modernej príručky.