APOLARNE MOLEKULE: ZNAČILNOSTI, IDENTIFIKACIJA IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

V nepolarne molekule so tisti, navzoči v svoji strukturi simetrična porazdelitev svojih elektronov. To je mogoče, če je razlika v elektronegativnosti njihovih atomov majhna ali če elektronegativni atomi ali skupine vektorsko prekličejo svoj vpliv na molekulo.

Ni vedno "apolarnost" absolutna. Zaradi tega se molekule z nizko polarnostjo včasih štejejo za nepolarne; to pomeni, da ima dipolni moment µ blizu 0. Tukaj vnesemo relativno polje: kako nizko mora biti µ, da se molekula ali spojina šteje za nepolarno?

Nepolarna molekula BF3. Vir: Benjah-bmm27 prek Wikimedije Commons.

Za boljše reševanje problema obstaja molekula borovega trifluorida, BF ₃ (zgornja slika).

Atom fluora je veliko bolj elektronegativen kot atom bora, zato so BF vezi polarne. Vendar je molekula BF ₃ simetrična (trigonska ravnina) in pomeni vektorsko odpoved treh BF trenutkov.

Tako nastajajo tudi apolarne molekule, tudi ob obstoju polarnih vezi. Ustvarjena polarnost se lahko uravnoteži z obstojem druge polarne povezave, enake razsežnosti kot prejšnja, vendar usmerjena v nasprotni smeri; kot se dogaja v BF ₃ .

Značilnosti apolarne molekule

Simetrija

Da se učinki polarnih vezi med seboj odpovejo, mora imeti molekula določeno geometrijsko strukturo; na primer linearno, najlažje razumeti na prvi pogled.

To je primer ogljikovega dioksida (CO ₂ ), ki ima dve polarni vezi (O = C = O). To je zato, ker se dva dipolna trenutka vezi C = O prekličeta, ko je ena usmerjena proti eni strani, druga pa proti drugi, pod kotom 180 °.

Zato je ena prvih značilnosti, ki jo je treba upoštevati pri ocenjevanju "apolarnosti" molekule s ptičje perspektive, opazovanje, kako simetrično je.

Predpostavimo, da imamo namesto CO ₂ molekulo COS (O = C = S), imenovano karbonil sulfid.

Zdaj ni več apolarna molekula, saj je elektronegativnost žvepla manjša od kisika; in zato je dipolni moment C = S drugačen od trenutka C = O. Kot rezultat tega je COS polarna molekula (kako polarna je druga stvar).

Spodnja slika grafično povzema vse opisano:

Dipolni trenutki molekul CO2 in COS. Vir: Gabriel Bolívar.

Upoštevajte, da je dipolni moment vezi C = S manjši od veze C = O v molekuli COS.

Elektronegativnost

Elektromagnetnost na Paulingovi lestvici ima vrednosti med 0,65 (za francij) in 4,0 (za fluor). Na splošno imajo halogeni visoko elektronegativnost.

Kadar je razlika elektronegativnosti elementov, ki tvorijo kovalentno vez, manjša ali enaka 0,4, rečemo, da je nepolarna ali nepolarna. Vendar so edine molekule, ki so resnično apolarne, tiste, ki jih tvorijo vezi med identičnimi atomi (na primer vodik, HH).

Medmolekularne sile

Da se snov raztopi v vodi, mora elektrostatično komunicirati z molekulami; interakcij, ki jih apolarne molekule ne morejo izvesti.

V apolarnih molekulah njihovi električni naboji niso omejeni na en konec molekule, temveč so simetrično (ali homogeno) razporejeni. Zato ni mogoče medsebojno vplivati ​​s pomočjo dipol-dipolnih sil.

Namesto tega se apolarne molekule med seboj raztezajo v Londonu; To so trenutni dipoli, ki polarizirajo elektronski oblak atomov sosednjih molekul. Tu je molekulska masa prevladujoč dejavnik fizikalnih lastnosti teh molekul.

Kako jih prepoznati?

-Mogoče je ena najboljših metod za identifikacijo apolarne molekule njena topnost v različnih polarnih topilih, saj v njih na splošno ni zelo topnih.

-Na splošno so apolarne molekule v naravi plinaste. Lahko z njimi tvorijo tudi nepomembne tekočine z vodo.

-Apolarne trdne snovi so značilne, da so mehke.

- Razpršene sile, ki jih držijo skupaj, so na splošno šibke. Zaradi tega so njihova tališča ali vrelišča ponavadi nižja od spojin polarne spojine.

-Apolarne molekule, zlasti v tekoči obliki, so slabi prevodniki električne energije, saj nimajo električnega naboja.

Primeri

Plemeniti plini

Čeprav niso molekule, se žlahtni plini štejejo za apolarne. Če domnevamo, da dva njegova atoma, He-He, kratek čas komunicirata, bi lahko omenjeno interakcijo (na pol) obravnavali kot molekulo; molekule, ki bi bila po naravi apolarna.

Diatomske molekule

Dvoatomarnih molekule, kot so H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ in F ₂ , so nepolarno. Ti imajo splošno formulo A ₂ , AA.

Ogljikovodiki

Kaj pa, če bi bila A skupina atomov? Bilo bi pred drugimi apolarnimi spojinami; na primer, etana CH ₃ -CH ₃ , S ogljikov skelet je linearna, CC.

Metan, CH ₄ in etana, C ₂ H ₆ , so nepolarne molekule. Ogljik ima elektronegativnost 2,55; medtem ko je elektronegativnost vodika 2,2. Zato obstaja dipolni vektor z nizko intenzivnostjo, usmerjen od vodika proti ogljiku.

Toda zaradi geometrijske simetrije molekul metana in etana je vsota dipolnih vektorjev ali dipolnih trenutkov v njihovih molekulah enaka nič, tako da na molekulah ni naboja.

Na splošno se dogaja z vsemi ogljikovodiki in tudi kadar so v njih nenasičenja (dvojne in trojne vezi), veljajo za nepolarne ali spojine z nizko polarnostjo. Tudi ciklični ogljikovodiki so apolarne molekule, kot sta cikloheksan ali ciklobutan.

Drugi

Molekuli ogljikovega dioksida (CO ₂ ) in ogljikovega disulfida (CS ₂ ) so apolarne molekule, obe z linearno geometrijo.

Pri ogljikovem sulfidu je elektronegativnost ogljika 2,55, medtem ko je elektronegativnost žvepla 2,58; zato imata oba elementa praktično enako elektronegativnost. Dipolnega vektorja ni, zato je neto naboj nič.

Prav tako obstajajo naslednji molekuli CCl ₄ in AlBr ₃ , obe apolarni:

Molekuli CCl4 in AlBr3. Vir: Gabriel Bolívar.

V aluminijevem tribromidu se AlBr ₃ zgodi enako kot z BF ₃ na začetku članka. Medtem, ogljikovega tetraklorida, CCL ₄ , geometrija je Tetraedarski in simetrično, saj so vsi CCL vezi so enaki.

Podobno so molekule s splošno formulo CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ in CBr ₄ ) tudi nepolarne.

In končno, lahko ima apolarna molekula celo oktaedrsko geometrijo, kot je to primer z žveplovim heksafluoridom, SF ₆ . Pravzaprav ima lahko poljubno geometrijo ali strukturo, če je simetrična in je njena elektronska porazdelitev homogena.

Reference

1. Carey FA (2008). Organska kemija. Karboksilne kisline. (Šesta izdaja). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Molekularna polarnost. Pridobljeno: corinto.pucp.edu.pe
3. Tutor Pogled. (2018). Nepolarna molekula. Pridobljeno: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. (28. januar 2019). Primeri polarnih in nepolarnih molekul. Pridobljeno: misel.com
5. Kurtus R. (19. september 2016). Polarne in nepolarne molekule. Šola za prvake. Pridobljeno od: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Medicinska fiziologija. Izdaja 19. ^th . Uredništvo Sodobnega priročnika.