Charakteristické nepolárne molekuly, ako ich identifikovať a príklady

nepolárne molekuly sú to tie, ktoré vo svojej štruktúre predstavujú symetrické rozloženie elektrónov. Toto je možné, ak je rozdiel elektronegativity jeho atómov malý, alebo ak elektronegatívne atómy alebo skupiny zrušia svoje účinky v molekule..

Nie vždy je "apolarita" absolútna. Z tohto dôvodu sa molekuly polárnej polarity niekedy považujú za nepolárne; to znamená, že má dipólový moment μ blízky 0. Tu vstúpi do terénu relatívneho: ako nízke musí byť pre molekulu alebo zlúčeninu, ktorá má byť považovaná za nepolárnu?

Pre lepšie riešenie problému máte molekulu fluoridu boritého, BF₃ (horný obrázok).

Atóm fluóru je oveľa viac elektronegatívny ako atóm bóru, a preto sú väzby B-F polárne. Avšak molekula BF₃ je symetrická (trigonálna rovina) a zahŕňa zrušenie vektora troch momentov B-F.

Tak sa vytvárajú aj nepolárne molekuly, dokonca aj s existenciou polárnych väzieb. Generovaná polarita môže byť vyvážená existenciou ďalšieho polárneho spojenia, rovnakej veľkosti ako predchádzajúca, ale orientovaná v opačnom smere; ako sa to deje v BF₃.

index

• 1 Charakteristiky nepolárnej molekuly
  • 1.1 Symetria
  • 1.2 Elektronegativita
  • 1.3 Medzimolekulové sily
• 2 Ako ich identifikovať?
• 3 Príklady
  • 3.1 Vzácne plyny
  • 3.2 Diatomické molekuly
  • 3.3 Uhľovodíky
  • 3.4 Iné
• 4 Odkazy

Charakteristika nepolárnej molekuly

symetria

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

To je prípad oxidu uhličitého (CO₂), ktorý má dve polárne väzby (O = C = O). Je to spôsobené tým, že dva dipolárne momenty spojov C = O sa navzájom rušia, keď sú obrátené na jednu stranu, a druhé smerom k druhej, v uhle 180 °.

Preto jedna z prvých charakteristík, ktoré treba brať do úvahy pri hodnotení „apolarity“ molekuly ako vtáčie oko, je pozorovať, ako je symetrická..

Predpokladajme, že namiesto CO₂ máte molekulu COS (O = C = S), nazývanú karbonylsulfid.

Teraz už nie je nepolárnou molekulou, pretože elektronegativita síry je nižšia ako elektrónová kyslík; a preto dipólový moment C = S je odlišný od momentu C = O. Výsledkom je, že COS je polárna molekula (ako je polárna múka z iného vreca).

Nižší obrázok sumarizuje grafickým spôsobom všetko, čo bolo práve popísané:

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.

Keď je rozdiel elektronegativity elementov, ktoré tvoria kovalentnú väzbu, menší alebo rovný 0,4, hovorí sa, že je nepolárny alebo nepolárny. Jediné molekuly, ktoré sú skutočne nepolárne, sú však molekuly vytvorené väzbami medzi identickými atómami (ako je vodík, H-H)..

Medzimolekulové sily

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

V nepolárnych molekulách ich elektrické náboje nie sú obmedzené na jednom konci molekuly, ale sú distribuované symetricky (alebo homogénne). Preto nie je schopný komunikovať prostredníctvom dipólovo-dipólových síl.

Naproti tomu nepolárne molekuly navzájom pôsobia prostredníctvom disperzných síl Londýna; jedná sa o okamžité dipóly, ktoré polarizujú elektronický oblak atómov susedných molekúl. Molekulová hmotnosť je tu prevládajúcim faktorom fyzikálnych vlastností týchto molekúl.

Ako ich identifikovať?

-Asi jednou z najlepších metód na identifikáciu nepolárnej molekuly je jej rozpustnosť v rôznych polárnych rozpúšťadlách, ktoré sú v nich všeobecne slabo rozpustné..

-Vo všeobecnosti sú nepolárne molekuly v prírode plynné. Môžu tiež tvoriť nemiešateľné kvapaliny s vodou.

-Nepolárne pevné látky sa vyznačujú mäkkosťou.

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

-Nepolárne molekuly, najmä v kvapalnej forme, sú slabé vodiče elektriny, pretože nemajú čistý elektrický náboj.

Príklady

Vzácne plyny

Hoci to nie sú molekuly, vzácne plyny sa považujú za nepolárne. Za predpokladu, že počas dvoch krátkych časových úsekov vzájomne pôsobia dva z jeho atómov, He-He, táto interakcia by sa mohla považovať za polovicu ako molekula; molekula, ktorá by bola nepolárna.

Diatomické molekuly

Diatomické molekuly, ako napríklad H₂, br₂, I₂, cl₂, O₂, a F₂, sú nepolárne. Tieto zlúčeniny majú všeobecný vzorec A₂, A-A.

uhľovodíkov

Čo ak A bola skupina atómov? Bolo by to pred inými nepolárnymi zlúčeninami; napríklad etán, CH₃-CH₃, ktorého uhlíkový skelet je lineárny, C-C.

Metán, CH₄, a etán, C₂H₆, sú to nepolárne molekuly. Uhlík má elektronegativitu 2,55; zatiaľ čo elektronegativita vodíka je 2,2. Preto existuje dipólový vektor s nízkou intenzitou, orientovaný z vodíka na uhlík.

Ale vzhľadom na geometrickú symetriu molekúl metánu a etánu, súčet dipólových vektorov alebo dipólových momentov v ich molekulách je nula, takže na molekulách nie je žiadny náboj..

Všeobecne platí, že to isté sa deje so všetkými uhľovodíkmi, a dokonca aj keď sú v nich nenasýtené (dvojité a trojité väzby), považujú sa za zlúčeniny s nepolárnou alebo nízkou polaritou. Podobne cyklické uhľovodíky sú nepolárne molekuly, ako je cyklohexán alebo cyklobután..

ostatné

Molekuly oxidu uhličitého (CO₂) a sírouhlíka (CS)₂) sú nepolárne molekuly, obe s lineárnou geometriou.

V sirovodíku je elektronegativita uhlíka 2,55, zatiaľ čo elektronegativita síry je 2,58; takže oba prvky majú prakticky rovnakú elektronegativitu. Neexistuje žiadna generácia dipólového vektora, a preto je čistý náboj nula.

Tiež máme nasledujúce CCl molekuly₄ a AlBr₃, obaja nepodobní:

V bromide hlinitom AlBr₃ Stáva sa to rovnako ako u BF₃, na začiatku článku. Medzitým, pre tetrachlórmetán, CCl₄, geometria je štvorstenná a symetrická, pretože všetky väzby C-Cl sú rovnaké.

Podobne molekuly so všeobecným vzorcom CX₄ (CF₄, CI₄ a CBr₄), sú tiež nepolárne.

A nakoniec, nepolárna molekula môže mať dokonca oktaedrickú geometriu, ako je to v prípade hexafluoridu síry, SF₆. V skutočnosti môže mať akúkoľvek geometriu alebo štruktúru, pokiaľ je symetrická a jej elektronická distribúcia je homogénna.

referencie

1. Carey F. A. (2008). Organická chémia Karboxylové kyseliny. (Šieste vydanie). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Polarita molekúl. Zdroj: corinto.pucp.edu.pe
3. Tutor Vista. (2018). Nepolárna molekula. Zdroj: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28. január 2019). Príklady polárnych a nepolárnych molekúl. Zdroj: thinkco.com
5. Kurtus R. (19. septembra 2016). Polárne a nepolárne molekuly. Škola pre majstrov. Zdroj: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Lekárska fyziológia Vydanie 19^th. Redakcia moderného manuálu.