Esta comparación explica as diferenzas e semellanzas entre as moléculas polares e non polares en química, centrándose na distribución electrónica, a forma molecular, os momentos dipolares, as forzas intermoleculares, as características físicas e exemplos típicos para aclarar como a polaridade afecta o comportamento químico.
Destacados
As moléculas polares caracterízanse por unha distribución desigual de electróns que crea cargas parciais.
As moléculas non polares teñen unha carga equilibrada e non presentan polos distintos.
A forma molecular e a simetría determinan se unha molécula é polar en conxunto.
A polaridade influénciaa solubilidade, o punto de ebulición e as forzas intermoleculares.
Que é Molécula polar?
Unha molécula con distribución desigual de carga que crea extremos positivos e negativos distintos.
Definición: Molécula con distribución desigual de electróns
Ten un momento dipolar neto
Estrutura: A miúdo asimétrica en forma
Interaccións: Forzas intermoleculares máis fortes como as interaccións dipolares
Propiedades típicas: Puntos de ebulición e fusión máis altos que os non polares
Que é Molécula non polar?
Unha molécula cunha distribución de carga equilibrada e sen polos distintos de carga positiva ou negativa.
Molécula con distribución uniforme de electróns
Momento dipolar neto nulo
Estrutura: A miúdo simétrica en forma
Interaccións: Forzas intermoleculares máis débiles como as de dispersión de London
Propiedades típicas: Puntos de ebulición e fusión máis baixos que os polares
Táboa comparativa
Característica
Molécula polar
Molécula non polar
Distribución de carga
Electróns desiguais creando cargas parciais
Mesmo os electróns sen cargas parciais
Momento dipolar
Presente (non nulo)
Ausente (cero)
Forma molecular
A miúdo asimétrico
A miúdo simétrico
Forzas intermoleculares
Interaccións máis fortes
Forzas de dispersión de London máis febles
Comportamento de solubilidade
Mestúrase con disolventes polares
Mestúrase con disolventes non polares
Puntos típicos de ebulición/fusión
En xeral máis alto
Máis baixo de media
Exemplos
Auga, amoníaco, etanol
Metano, osíxeno, dióxido de carbono
Comparación detallada
Distribución de carga e polaridade
As moléculas polares teñen unha distribución desigual de electróns entre os átomos, o que provoca que unha rexión sexa lixeiramente positiva e outra lixeiramente negativa. En cambio, as moléculas non polares comparten os electróns de maneira máis uniforme, polo que non presentan extremos permanentemente positivos ou negativos na molécula.
Xeometría molecular
Se a polaridade dunha molécula depende non só dos enlaces, senón tamén da forma global da molécula. Unha disposición simétrica dos átomos pode cancelar as polaridades individuais dos enlaces, facendo que a molécula sexa non polar aínda que conteña enlaces polares. Nas formas asimétricas, a atracción desigual non se cancela, deixando un momento dipolar neto.
Forzas intermoleculares
As moléculas polares interaccionan a través de forzas máis fortes como a atracción dipolo-dipolo e ás veces enlaces de hidróxeno, que requiren máis enerxía para superar. As moléculas non polares interaccionan principalmente mediante forzas de dispersión de London máis febles, que xorden de flutuacións temporais na distribución de electróns.
Propiedades físicas
Dado que as moléculas polares teñen atraccións máis fortes, polo xeral necesitan máis enerxía térmica para separarse, o que adoita traducirse en puntos de ebulición e fusión máis altos en comparación coas moléculas non polares de tamaño similar. As moléculas non polares, con forzas intermoleculares máis febles, adoitan cambiar de fase a temperaturas máis baixas.
Solubilidade e comportamento químico
As moléculas polares adoitan disolverse e interactuar ben con outras substancias polares debido ás interaccións de cargas complementarias. As moléculas non polares teñen maior probabilidade de disolverse en ambientes non polares. Este principio, a miúdo expresado como "o semellante disólvese no semellante", axuda a predicir como se mesturan e separan as substancias en disolucións.
Vantaxes e inconvenientes
Molécula polar
Vantaxes
+Interaccións máis fortes
+Alta solubilidade en disolventes polares
+Maior punto de ebulición/fusión
+Comportamento distinto do dipolo
Contido
−Solubilidade limitada en disolventes non polares
−A miúdo estrutura asimétrica
−Pode ser complexo de prever
−Sensible á xeometría molecular
Molécula non polar
Vantaxes
+Simetría simple
+Soluble en medios non polares
+Menor punto de ebulición/fusión
+Sen polaridade definida
Contido
−Forzas intermoleculares febles
−Baixa solubilidade en disolventes polares
−Puntos de ebulición/fusión máis baixos
−Menos interaccións baseadas na carga
Conceptos erróneos comúns
Lenda
Se unha molécula ten enlaces polares, debe ser polar en conxunto.
Realidade
Unha molécula pode ter enlaces polares pero seguir sendo non polar se a súa forma é simétrica, facendo que os dipolos dos enlaces individuais se cancelen entre si, o que resulta nunha ausencia de momento dipolar neto.
Lenda
As moléculas non polares nunca interactúan con substancias polares.
Realidade
As moléculas non polares poden interactuar con substancias polares baixo certas condicións, especialmente cando están axudadas por moléculas que fan de ponte na interacción, aínda que xeralmente mestúranse mellor con outras substancias non polares.
Lenda
Tódolos os hidrocarburos son polares porque conteñen carbono e hidróxeno.
Realidade
A maioría dos hidrocarburos simples son non polares porque o carbono e o hidróxeno teñen electronegatividades semellantes, o que leva a unha distribución equilibrada dos electróns e a ausencia dunha separación significativa de cargas.
Lenda
As moléculas polares sempre se disolven na auga.
Realidade
Aínda que moitas moléculas polares se disolven na auga, a solubilidade tamén depende da estrutura específica e da capacidade de formar interaccións coa auga; non todas as moléculas polares son altamente solubles en auga.
Preguntas frecuentes
Que criterio determina se unha molécula é polar ou non polar?
A polaridade dunha molécula depende de como se comparten os electróns entre os átomos e da xeometría global da molécula. Un reparto desigual dos electróns xunto cunha forma asimétrica dá lugar a unha molécula polar con cargas parciais distintas, mentres que un reparto uniforme e simetría dan lugar a unha molécula non polar sen dipolo neto.
Como afecta a polaridade ao punto de ebulición dunha molécula?
As moléculas polares xeralmente teñen puntos de ebulición máis altos que as moléculas non polares de tamaño semellante porque as súas interaccións dipolares e a posible formación de enlaces de hidróxeno requiren máis enerxía para romperse, o que frena a súa transición de líquido a gas.
Por que as substancias polares e non polares non se mesturan ben?
As moléculas polares atraense entre si a través de diferenzas de carga, mentres que as moléculas non polares atraense mediante forzas temporais máis febles; estes distintos tipos de interacción fan que sexa enerxeticamente desfavorable que as substancias polares e non polares se mesturen, o que explica por que o aceite e a auga se separan.
Pode unha molécula con enlaces polares ser apolar en conxunto?
Si, se a forma da molécula é simétrica, os efectos das ligazóns polares individuais poden cancelarse entre si, deixando sen momento dipolar global e facendo que a molécula sexa non polar a pesar de ter ligazóns polares.
Que se entende por momento dipolar?
Un momento dipolar describe a separación de carga positiva e negativa dentro dunha molécula. Un momento dipolar non nulo indica a presenza de polos na molécula e, polo tanto, polaridade, mentres que un momento dipolar nulo indica unha carga equilibrada e non polaridade.
Os gases teñen máis probabilidade de ser non polares ou polares?
Moitas moléculas gasosas simples, especialmente as diatómicas homonucleares como o osíxeno e o nitróxeno, son non polares porque teñen unha distribución equitativa de electróns. Porén, algúns gases con enlaces polares e formas asimétricas poden ser polares.
Como depende a elección do disolvente da polaridade da molécula?
Os disolventes polares adoitan disolver solutos polares porque ocorren interaccións de carga semellantes, mentres que os disolventes non polares disolven solutos non polares debido a forzas intermoleculares compatibles; isto resúmese no principio "o semellante disolve o semellante".
O dióxido de carbono considérase polar ou non polar?
O dióxido de carbono é non polar en conxunto porque, aínda que contén enlaces polares, a súa forma lineal fai que os dipolos dos enlaces individuais se cancelen, deixando sen separación neta de carga.
Veredicto
As moléculas polares distínguense por ter unha distribución desigual de electróns e interaccións intermoleculares máis fortes, o que fai que se comporten de xeito diferente en disolventes e estados físicos. As moléculas non polares teñen unha carga equilibrada e atraccións máis febles, o que as fai axeitadas para ambientes sen forte polaridade. Escolla esta clasificación baseándose na xeometría molecular e na electronegatividade para comprender o comportamento químico.