Legame polare e molecola polare

Una molecola costituita da due soli atomi può avere atomi uguali come nel caso di Cl2 o atomi diversi come nel caso di HCl.

Nel primo caso la differenza di elettronegatività vale zero quindi il legame è covalente puro e la molecola è apolare.

Nel secondo caso i due atomi hanno una differenza di elettronegatività e, nella fattispecie, poiché l’atomo di cloro è più elettronegativo rispetto all’atomo di idrogeno si ha che l’elettrone dell’idrogeno viene attratto dal cloro pertanto il legame è covalente polare. In questo caso quindi poiché il baricentro delle cariche positive non coincide con il baricentro delle cariche negative  la molecola si dice polare.

molecole apolari e polari

La molecola si comporta quindi come un dipolo elettrico il cui modulo μ = δ · d essendo d la distanza tra le cariche e δ il valore assoluto della frazione di carica.

L’unità di misura nel Sistema Internazionale del momento dipolare è il coulomb • metro ma spesso si misura debye (D) che è un’unità più piccola e risulta  più utile quando si studiano i dipoli deboli delle molecole.

1 C · m = 2.9979 ·1029 D

Il momento dipolare dipende da due fattori:

1)      Entità della separazione di carica

2)      Distanza tra i poli positivi e negativi della molecola

Nel caso di HCl il momento dipolare vale 1.08 D in quanto la differenza di elettronegatività tra cloro e idrogeno è relativamente piccola ed infatti vale 3.0 – 2.1 = 0.9 e il legame H-Cl è relativamente corto. Si può quindi concludere le molecole biatomiche in cui il legame è polare sono polari.

Diverso è il discorso per molecole costituite da più di due atomi. Consideriamo ad esempio il biossido di carbonio in cui il legame C-O è senz’altro covalente polare a causa della differenza di elettronegatività dei due atomi che vale 3.5 – 2.5 = 1.

Tuttavia per poter sapere se la molecola è polare dobbiamo conoscerne la geometria molecolare  può essere prevista dalla teoria V.S.E.P.R. (Valence Shell Electron Pair Repulsion).

Nel caso di CO2 si ha che la molecola è lineare: O=C=O e ha due legami polari e, conseguentemente, due momenti dipolari che stante la sua geometria si annullano:

co2

pertanto la molecola è apolare.

La  molecola di acqua è anch’essa formata da tre atomi e il legame O-H è senz’altro covalente polare a causa della differenza di elettronegatività tra i due atomi che vale 3.5 – 2.1 = 1.4. La geometria molecolare dell’acqua è di tipo tetraedrico: l’ossigeno di dispone al centro del tetraedro e i quattro vertici sono occupati rispettivamente da due atomi di idrogeno e dai due doppietti elettronici solitari dell’ossigeno. La molecola è asimmetrica e quindi i momenti dipolari non si annullano con la conseguenza che la molecola è polare

acqua

In generale si si avvale della conoscenza della geometria della molecola per poter predirne la sua polarità: molecole simmetriche come CH4 o CCl4 sono simmetriche e quindi apolari mentre molecole come NH3 e CHCl3 sono asimmetriche e quindi polari.

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Author: Chimicamo

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