- Apoláris molekula tulajdonságai
- Szimmetria
- elektronegativitás
- Intermolekuláris erők
- Hogyan lehet őket azonosítani?
- Példák
- nemesgázok
- Diatómás molekulák
- szénhidrogének
- Egyéb
- Irodalom
Az apoláris molekulák azok, amelyek szerkezetükben elektronjaik szimmetrikus eloszlását mutatják be. Ez akkor lehetséges, ha atomjaik elektronegativitási különbsége kicsi, vagy ha az elektronegatív atomok vagy csoportok vektorosan megszakítják a molekulara gyakorolt hatásaikat.
A "apolaritás" nem mindig abszolút. Ezért az alacsony polaritású molekulákat néha nem polárosnak tekintik; vagyis a µ dipól-momentuma közel 0-hoz. Itt adjuk meg a relatív mezőt: mekkoranak kell lennie µ-nek, hogy egy molekulát vagy vegyületet nem polárisnak lehessen tekinteni?
A BF3 nem poláris molekula. Forrás: Benjah-bmm27 a Commons Wikimedia segítségével.
A probléma jobb megoldása érdekében a BF 3 bór-trifluorid-molekula található (felső kép).
A fluoratom sokkal elektronegatívabb, mint a bór-atom, ezért a BF-kötés poláris. A BF 3 molekula azonban szimmetrikus (trigonális sík), és a három BF momentum vektoros törlését vonja maga után.
Így apoláris molekulákat is előállítanak, még akkor is, ha léteznek poláris kötések. A generált polaritást egy másik, az előzőhöz hasonló nagyságrendű, de az ellenkező irányba mutató poláris összeköttetéssel lehet kiegyensúlyozni; amint ez történik a BF 3-ban.
Apoláris molekula tulajdonságai
Szimmetria
Annak érdekében, hogy a poláris kötések egymást kiiktassák, a molekulanak bizonyos geometriai szerkezetűnek kell lennie; például lineáris, az első pillantásra a legkönnyebben megérthető.
Ez a helyzet a szén-dioxid (CO 2) esetében, amelynek két poláris kötésük van (O = C = O). Ennek oka az, hogy a C = O kötések két dipólusmomentuma megszűnik, amikor az egyik az egyik oldal felé, a másik a másik felé fordul, 180 ° szögben.
Ezért az egyik első jellemző, amelyet figyelembe kell venni egy molekula „apolaritásának” madártávlatból történő értékelésekor, megfigyelése, hogy milyen szimmetrikus.
Tegyük fel, hogy ahelyett, hogy a CO 2 van a molekula COS (O = C = S), az úgynevezett karbonil-szulfid.
Most már nem apoláris molekula, mivel a kén elektronegativitása alacsonyabb, mint az oxigéné; és ezért a C = S dipólusideje különbözik a C = O. Ennek eredményeként a COS egy poláris molekula (mennyire poláris kérdés).
Az alábbi kép grafikusan összefoglalja a fent leírt mindent:
A CO2 és COS molekulák dipólus pillanata. Forrás: Gabriel Bolívar.
Vegye figyelembe, hogy a C = S kötés dipóli nyomatéka kisebb, mint a COS molekula C = O kötésé.
elektronegativitás
Az elektronegativitás a Pauling-skálán 0,65 (francia esetén) és 4,0 (fluor) között van. Általában a halogének nagy elektronegativitással bírnak.
Ha a kovalens kötést képező elemek elektronegativitásának különbsége kevesebb vagy egyenlő, mint 0,4, akkor azt mondják, hogy nem poláris vagy nem poláris. Azonban az egyetlen olyan molekula, amely valóban apoláris, az azonos atomok (például hidrogén, HH) közötti kötések által képződött molekulák.
Intermolekuláris erők
Ahhoz, hogy egy anyag vízben oldódjon, elektrosztatikusan kölcsönhatásba kell lépnie a molekulákkal; olyan kölcsönhatások, amelyeket az apoláris molekulák nem tudnak végrehajtani.
Apoláris molekulákban elektromos töltéseik nem korlátozódnak a molekula egyik végére, hanem szimmetrikusan (vagy homogénen) vannak eloszlatva. Ezért nem képes kölcsönhatásba lépni a dipól-dipól erőkkel.
Ehelyett az apoláris molekulák kölcsönhatásba lépnek egymással London szétszórt erői révén; Ezek azonnali dipolok, amelyek polarizálják a szomszédos molekulák atomjainak elektronikus felhőjét. Itt a molekulatömeg meghatározó tényező ezen molekulák fizikai tulajdonságaiban.
Hogyan lehet őket azonosítani?
- Valószínűleg az apoláris molekulák azonosításának egyik legjobb módszere az, hogy különböző poláris oldószerekben oldódnak, és általában nem nagyon oldódnak bennük.
- Általánosságban az apoláris molekulák gáz halmazállapotúak. Lehetséges, hogy vízzel elegyíthetetlen folyadékokat képezzenek.
-Apoláris szilárd anyagokat lágy képesség jellemzi.
-A Diszperziós erők, amelyek együtt tartják őket, általában gyengék. Emiatt olvadáspontja vagy forráspontja általában alacsonyabb, mint a poláris természetű vegyületeknél.
-Apoláris molekulák, különösen folyékony formában, rosszul vezetnek áramot, mivel nem rendelkeznek nettó elektromos töltéssel.
Példák
nemesgázok
Annak ellenére, hogy nem molekulák, a nemesgázokat apolárisnak tekintik. Ha feltételezzük, hogy két atomja, a He-He, rövid ideig kölcsönhatásba lép, az interakció (félig) molekulának tekinthető; molekula, amely apoláris természetű lenne.
Diatómás molekulák
Kétatomos molekulák, mint például a H 2, Br 2, I 2, Cl 2, O 2, és F 2, az apoláris. Ezek a következő általános képletű 2, AA.
szénhidrogének
Mi lenne, ha A atomcsoport lenne? Más apoláris vegyületek előtt lenne; például az etán, CH 3 -CH 3, amelynek szén-csontváz lineáris, CC.
A metán, CH 4, és az etán, C 2 H 6, az apoláris molekulák. A szén elektronegativitása 2,55; míg a hidrogén elektronegativitása 2,2. Ezért van egy alacsony intenzitású dipólvektor, amely a hidrogéntől a szén felé orientálódik.
De a metán és az etán molekulák geometriai szimmetriája miatt a dipolvektorok vagy a dipólmomentumok összege nulla, tehát a molekuláknak nincs nettó töltése.
Általában ugyanaz történik az összes szénhidrogénnel, és még akkor is, ha telítetlenségek vannak benne (kettős és hármas kötések), nem poláros vagy alacsony polaritású vegyületeknek tekintik őket. A ciklikus szénhidrogének apoláris molekulák is, például ciklohexán vagy ciklobután.
Egyéb
A szén-dioxid (CO 2) és a szén-diszulfid (CS 2) molekulái apoláris molekulák, mindkettő lineáris geometriájú.
A szén-diszulfidban a szén elektronegativitása 2,55, a kén elektronegativitása pedig 2,58; tehát mindkét elemnek gyakorlatilag azonos az elektronegativitása. Nincs dipolvektor generációja, ezért a nettó töltés nulla.
Hasonlóképpen, vannak a következő molekulák CCI 4 és LBR 3, mind apoláros:
CCl4 és AlBr3 molekulák. Forrás: Gabriel Bolívar.
Az alumínium-tribromidban az AlBr 3 ugyanúgy történik, mint a BF 3 esetében, a cikk elején. Közben, a szén-tetraklorid, szén-tetraklorid 4, a geometria tetraéderes és szimmetrikus, mivel az összes CCI kötések azonos.
Hasonlóképpen, molekulák általános képletű CX 4 (CF 4, CI 4 és CBR 4), szintén nem poláros.
És végül, egy apoláros molekula lehet még oktaéderes, mint ahogy az a kén-hexafluorid SF 6. Valójában bármilyen geometria vagy struktúra lehet, amennyiben szimmetrikus és elektronikus eloszlása homogén.
Irodalom
- Carey FA (2008). Szerves kémia. Karbonsavak. (Hatodik kiadás). Mc Graw Hill.
- Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Molekuláris polaritás. Helyreállítva: corinto.pucp.edu.pe
- Oktató nézet. (2018). Nem poláris molekula. Helyreállítva: chemistry.tutorvista.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. január 28.). Példák a poláris és nem poláros molekulákra. Helyreállítva: gondolat.com
- Kurtus R. (2016. szeptember 19.). Poláris és nem poláros molekulák. Bajnokok Iskolája. Helyreállítva: school-for-champions.com
- Ganong W. (2004). Orvosi élettan. Probléma 19 th. A Modern Kézikönyv szerkesztése.