Questo confronto spiega le differenze e le somiglianze tra molecole polari e non polari in chimica, concentrandosi sulla distribuzione degli elettroni, sulla forma molecolare, sui momenti di dipolo, sulle forze intermolecolari, sulle caratteristiche fisiche e su esempi tipici per chiarire come la polarità influenzi il comportamento chimico.
Una molecola con una distribuzione di carica non uniforme che crea estremità positive e negative distinte.
Una molecola con distribuzione di carica bilanciata e senza poli distinti di carica positiva o negativa.
| Funzionalità | Molecola polare | Molecola non polare |
|---|---|---|
| Distribuzione della carica | Elettroni distribuiti in modo non uniforme che creano cariche parziali | Anche gli elettroni senza cariche parziali |
| Momento di dipolo | Presente (non zero) | Assente (zero) |
| Forma molecolare | Spesso asimmetriche | Spesso simmetriche |
| Forze intermolecolari | Interazioni più forti | Forze di dispersione di London più deboli |
| Comportamento della solubilità | Si mescola con solventi polari | Si mescola con solventi non polari |
| Punti tipici di ebollizione/fusione | In media più elevato | In media più basso |
| Esempi | Acqua, ammoniaca, etanolo | Metano, ossigeno, anidride carbonica |
Le molecole polari presentano una distribuzione non uniforme degli elettroni tra gli atomi, che causa una regione leggermente positiva e un'altra leggermente negativa. Al contrario, le molecole non polari condividono gli elettroni in modo più uniforme, risultando prive di estremità permanentemente positive o negative nella molecola.
Se una molecola risulta polare dipende non solo dai legami, ma anche dalla forma complessiva della molecola. Una disposizione simmetrica degli atomi può annullare le polarità dei singoli legami, rendendo la molecola non polare anche se contiene legami polari. Nelle forme asimmetriche, la trazione disomogenea non si annulla, lasciando un momento di dipolo netto.
Le molecole polari interagiscono attraverso forze più intense come l'attrazione dipolo-dipolo e talvolta legami a idrogeno, che richiedono più energia per essere superate. Le molecole non polari interagiscono principalmente tramite forze di dispersione di London più deboli, che derivano da fluttuazioni temporanee nella distribuzione degli elettroni.
Poiché le molecole polari hanno attrazioni più forti, generalmente necessitano di più energia termica per separarsi, il che spesso si traduce in punti di ebollizione e fusione più elevati rispetto alle molecole non polari di dimensioni simili. Le molecole non polari, con forze intermolecolari più deboli, di solito passano da una fase all'altra a temperature più basse.
Le molecole polari tendono a dissolversi e interagire bene con altre sostanze polari grazie alle interazioni di carica complementari. Le molecole non polari hanno maggiori probabilità di dissolversi in ambienti non polari. Questo principio, spesso espresso come "il simile scioglie il simile", aiuta a prevedere come le sostanze si mescolano e si separano nelle soluzioni.
Se una molecola ha legami polari, deve essere polare nel complesso.
Una molecola può avere legami polari ma essere comunque non polare se la sua forma è simmetrica, facendo sì che i singoli dipoli di legame si annullino a vicenda, risultando in un momento di dipolo netto pari a zero.
Le molecole non polari non interagiscono mai con le sostanze polari.
Le molecole non polari possono interagire con sostanze polari in determinate condizioni, soprattutto quando assistite da molecole che fungono da ponte per l'interazione, anche se generalmente si mescolano meglio con altre sostanze non polari.
Tutti gli idrocarburi sono polari perché contengono carbonio e idrogeno.
La maggior parte degli idrocarburi semplici sono non polari perché carbonio e idrogeno hanno elettronegatività simili, il che porta a una condivisione equilibrata degli elettroni e a nessuna significativa separazione di carica.
Le molecole polari si dissolvono sempre in acqua.
Mentre molte molecole polari si dissolvono in acqua, la solubilità dipende anche dalla struttura specifica e dalla capacità di formare interazioni con l'acqua; non tutte le molecole polari sono altamente solubili in acqua.
Le molecole polari si distinguono per avere una distribuzione elettronica non uniforme e interazioni intermolecolari più forti, il che le fa comportare diversamente nei solventi e negli stati fisici. Le molecole non polari hanno una carica bilanciata e attrazioni più deboli, rendendole adatte ad ambienti senza forte polarità. Scegli questa classificazione in base alla geometria molecolare e all'elettronegatività per comprendere il comportamento chimico.
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