Apolära molekyler: egenskaper, hur man identifierar dem och exempel

De apolära molekylerna är de som i sin struktur uppvisar en symmetrisk fördelning av sina elektroner. Detta är möjligt om skillnaden av elektronegativitet hos dess atomer är liten, eller om de elektronegativa atomer eller grupper avbryter sina effekter i molekylen.

Inte alltid "apolaritet" är absolut. Av denna anledning anses polarpolaritetsmolekylerna ibland apolära; det vill säga det har ett dipolärt moment μ nära 0. Här kommer man in i relativets terräng: hur låg måste μ vara för en molekyl eller en förening som anses vara apolär?

För att bättre ta itu med problemet har vi bortrifluoridmolekylen, BF 3 (toppbild).

Fluoratomen är mycket mer elektronegativ än boratom, och därför är BF-bindningarna polära. BF 3- molekylen är emellertid symmetrisk (trigonalplanet) och involverar vektoravstängningen av de tre BF-momenten.

Således alstras också apolära molekyler, även med förekomsten av polära bindningar. Den genererade polariteten kan balanseras av förekomsten av en annan polär länk, av samma storleksordning som den föregående, men orienterad i motsatt riktning; som det händer i BF 3 .

Egenskaper hos en apolär molekyl

symmetri

För effekterna av polära bindningar att avbryta varandra måste molekylen ha en viss geometrisk struktur; till exempel linjär, det är lättast att förstå vid första ögonkastet.

Detta gäller koldioxid (CO 2 ), som har två polära bindningar (O = C = O). Detta beror på det faktum att de två dipolära momenten hos C = O-bindningarna avbryter varandra när de är orienterade till ena sidan och den andra till den andra i en vinkel på 180 °.

Därför är en av de första egenskaper som ska beaktas vid utvärderingen av en molekyls "apolaritet" som ett fågelperspektiv, att observera hur symmetriskt det är.

Antag att i stället för CO 2 har vi molekylen COS (O = C = S), kallad karbonylsulfid.

Nu är det inte längre en apolär molekyl, eftersom elektrengegativiteten hos svavel är mindre än syrgasens och därför är dipolmomentet C = S annorlunda än det för C = O. Som ett resultat är COS en polärmolekyl (hur polärt är mjöl från en annan säck).

Den nedre bilden sammanfattar på ett grafiskt sätt allt som just har beskrivits:

Observera att dipolmomentet för C = S-bindningen är mindre än den för C = O-bindningen i COS-molekylen.

elektronegativitet

Elektronegativiteten i Paulingskalan har värden mellan 0, 65 (för francium) och 4, 0 (för fluor). Generellt har halogener en hög elektronegativitet.

När skillnaden mellan elektronegativiteten hos elementen som bildar en kovalent bindning är mindre än eller lika med 0, 4, sägs den vara apolär eller icke-polär. De enda molekylerna som verkligen är apolära är emellertid de som bildas av länkar mellan identiska atomer (såsom väte, HH).

Intermolekylära krafter

För att ett ämne ska kunna lösas upp i vatten måste det interagera elektrostatiskt med molekylerna; interaktioner som apolära molekyler inte kan utföra.

I apolära molekyler är deras elektriska laddningar inte begränsade i ena änden av molekylen, men distribueras symmetriskt (eller homogent). Därför kan den inte interagera genom dipol-dipolkrafter.

I motsats härtill växlar apolära molekyler med varandra genom dispersionskrafterna i London; Dessa är omedelbara dipoler som polariserar det elektroniska molnet av atomer i närliggande molekyler. Här är molekylmassan en övervägande faktor i dessa molekylers fysikaliska egenskaper.

Hur identifierar man dem?

- Kanske är en av de bästa metoderna för att identifiera en apolär molekyl dens löslighet i olika polära lösningsmedel, vilket i allmänhet är lite lösligt i dem.

I allmänhet är apolära molekyler gasformiga i naturen. De kan också bilda blandbara vätskor med vatten.

De apolära fastämnena kännetecknas av att de är mjuka.

-Dispersionskrafterna som håller dem tillsammans är generellt svaga. På grund av detta tenderar deras smält- eller kokpunkter att vara lägre än de för föreningar av polär natur.

-Den apolära molekylerna, särskilt i den flytande formen, är dåliga ledare av elektricitet, eftersom de saknar nettoladdning.

exempel

Ädelgaser

Trots att de inte är molekyler anses ädelgaser vara apolära. Antag att det för två korta perioder kan interagera två av dess atomer, He-He, denna interaktion kan betraktas som en molekyl; molekyl som skulle vara apolär i naturen.

Diatomiska molekyler

Diatomiska molekyler, såsom H2, Br2, I2, Cl2, 02 och F2 är apolära. Dessa har en generell formel A2, AA.

kolväten

Vad händer om A var en grupp atomer? Det skulle vara före andra apolära föreningar; till exempel etan, CH3-CH3, vars kolskelett är linjärt, CC.

Metan, CH4 och etan, C2H6, är apolära molekyler. Kol har en elektronegativitet på 2, 55; medan vävnadens elektronegativitet är 2, 2. Därför finns en dipolvektor med låg intensitet, orienterad från väte till kol.

Men på grund av den geometriska symmetri av metan- och etanmolekyler är summan av dipolvektorerna eller dipolmomentema i deras molekyler noll, så det finns ingen nettoladdning på molekylerna.

I allmänhet händer detsamma med alla kolväten, och även när det finns föroreningar i dem (dubbel- och trippelbindningar) betraktas de som apolära eller lågpolaritetsföreningar. Dessutom är cykliska kolväten apolära molekyler, såsom cyklohexan eller cyklobutan.

andra

Koldioxidmolekylerna (CO 2 ) och koldisulfiden (CS 2 ) är apolära molekyler, båda med en linjär geometri.

I koldisulfid är kolens elektronegativitet 2, 55, medan svampens elektronegativitet är 2, 58; så att båda elementen har praktiskt taget samma elektronegativitet. Det finns ingen generation av en dipolvektor och därför är nettobelastningen noll.

Dessutom har vi följande molekyler CCl 4 och AlBr 3, båda apolära:

I aluminiumtribromid uppträder AlBr 3 på samma sätt som med BF 3, i början av artikeln. Under tiden är geometrin tetrahedral och symmetrisk för koltetraklorid, CCl4, eftersom alla C-Cl-bindningar är lika.

På liknande sätt är molekyler med den allmänna formeln CX4 (CF4, Cl4 och CBr4) också apolära.

Och äntligen kan en apolär molekyl till och med ha oktaedisk geometri, som det är fallet med svavelhexafluorid, SF 6 . Faktum är att det kan ha någon geometri eller struktur, så länge den är symmetrisk och dess elektroniska fördelning är homogen.