APOLARNE MOLEKULE: KARAKTERISTIKE, IDENTIFIKACIJA I PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Su nepolarni molekule su one koje prisutne u strukturi simetričnog raspodjela njihovih elektrona. To je moguće ako je razlika u elektronegativnosti njihovih atoma mala ili ako elektronegativni atomi ili skupine vektorsko poništavaju svoje učinke na molekulu.

Nije uvijek "apolarnost" apsolutna. Iz tog razloga se molekule niske polarnosti ponekad smatraju nepolarnim; to jest, ima dipolni trenutak µ blizu 0. Ovdje unosimo relativno polje: koliko mora biti µ da bi se molekula ili spoj smatrali nepolarnom?

Nepolarna molekula BF3. Izvor: Benjah-bmm27 putem Commons Wikimedia.

Da bismo bolje riješili problem, tu je i molekula bora trifluorida, BF ₃ (gornja slika).

Atom fluora mnogo je elektronegativniji od atoma bora i zbog toga su BF veze polarne. Međutim, BF ₃ molekula je simetričan (trokutasti ravnine) i uključuje vektor poništenje tri BF trenutaka.

Tako nastaju i apolarne molekule, čak i uz postojanje polarnih veza. Generirani polaritet može se uravnotežiti postojanjem druge polarne veze, iste veličine kao i prethodna, ali usmjerena u suprotnom smjeru; kao što se događa u BF ₃.

Karakteristike apolarne molekule

Simetrija

Da bi se učinci polarnih veza međusobno otkazali, molekula mora imati određenu geometrijsku strukturu; na primjer, linearno, najlakše razumljivo na prvi pogled.

To je slučaj ugljičnog dioksida (CO ₂) koji ima dvije polarne veze (O = C = O). To je zato što se dva dipolna momenta C = O veze otkazuju kada je jedna usmjerena prema jednoj strani, a druga prema drugoj, pod kutom od 180 °.

Stoga je jedna od prvih karakteristika koja se mora uzeti u obzir prilikom ocjenjivanja "apolarnosti" molekule iz ptičje perspektive promatranje koliko je ona simetrična.

Pretpostavimo da umjesto CO ₂ imamo molekulu COS (O = C = S), nazvanu karbonil sulfid.

Sada to više nije apolarna molekula, budući da je elektronegativnost sumpora manja od one kisika; i stoga je dipolni trenutak C = S različit od trenutka C = O. Kao rezultat toga, COS je polarna molekula (koliko je polarna druga stvar).

Slika ispod grafički prikazuje sve upravo opisano:

Dipolni trenuci molekula CO2 i COS. Izvor: Gabriel Bolívar.

Imajte na umu da je moment dipola veze C = S manji od trenutka veze C = O u molekuli COS.

Elektronegativnost

Elektronegativnost na Paulingovoj skali ima vrijednosti između 0,65 (za francij) i 4,0 (za fluor). Općenito, halogeni imaju visoku elektronegativnost.

Kada je razlika elektronegativnosti elemenata koji tvore kovalentnu vezu manja ili jednaka 0,4, kaže se da je nepolarna ili nepolarna. Međutim, jedine molekule koje su zaista apolarne su one koje nastaju vezama između identičnih atoma (poput vodika, HH).

Intermolekularne sile

Da bi se tvar otopila u vodi, mora elektrostatički komunicirati s molekulama; interakcije koje apolarne molekule ne mogu provesti.

U apolarnim molekulama njihovi električni naboji nisu ograničeni na jednom kraju molekule, već su simetrično (ili homogeno) raspoređeni. Stoga nije u mogućnosti komunicirati putem dipol-dipolnih sila.

Umjesto toga, apolarne molekule međusobno djeluju putem londonskih sila raspršivanja; To su trenutačni dipoli koji polariziraju elektronski oblak atoma susjednih molekula. Ovdje je molekularna masa prevladavajući faktor u fizičkim svojstvima tih molekula.

Kako ih prepoznati?

-Možda je jedna od najboljih metoda za identifikaciju apolarne molekule njegova topljivost u različitim polarnim otapalima, koja u njima uglavnom nije jako topljiva.

- Općenito, apolarne molekule su u prirodi plinovne. Oni također mogu tvoriti nepomirljive tekućine s vodom.

-Apolarne čvrste tvari karakterizirane su mekošću.

- Rasporne snage koje ih drže zajedno uglavnom su slabe. Zbog toga su njihove točke topljenja ili vrelišta niže od onih spojeva polarne prirode.

-Apolarne molekule, posebno u tekućem obliku, su loši provodnici električne energije, jer im nedostaje neto električni naboj.

Primjeri

Plemeniti plinovi

Iako nisu molekule, plemeniti plinovi smatraju se apolarnim. Ako se pretpostavi da dva njegova atoma, He-He, djeluju kratko vrijeme, spomenuta interakcija može se (polovica) smatrati molekulom; molekule koja bi po prirodi bila apolarna.

Dijatomske molekule

Dvoatomski molekule, kao što je H ₂, Br ₂, I ₂, Cl ₂, O ₂ i F ₂ su nepolarna. Ovi su opće formule A ₂, AA.

ugljikovodici

Što ako je A skupina atoma? Bilo bi to prije drugih apolarnih spojeva; na primjer, etana, CH ₃ -CH ₃, čiji ugljikov kostur linearan, CC.

Metan, CH ₄ i etan, C ₂ H ₆, su nepolarni molekule. Ugljik ima elektronegativnost 2,55; dok je elektronegativnost vodika 2,2. Stoga postoji dipolni vektor niskog intenziteta, orijentiran od vodika prema ugljiku.

Ali, zbog geometrijske simetrije molekula metana i etana, zbroj dipolnih vektora ili dipolnih momenata u njihovim molekulama je nula, tako da ne postoji neto naboj molekula.

Općenito, isto se događa sa svim ugljikovodicima, pa čak i kada u njima postoje nezasićenja (dvostruke i trostruke veze), oni se smatraju nepolarnim ili s malim polaritetnim spojevima. Također, ciklički ugljikovodici su apolarne molekule, poput cikloheksana ili ciklobutana.

Drugi

Molekule ugljičnog dioksida (CO ₂) i ugljičnog disulfida (CS ₂) su apolarne molekule, obje s linearnom geometrijom.

U ugljikovom sulfidu elektronegativnost ugljika je 2,55, dok je elektronegativnost sumpora 2,58; pa oba elementa imaju praktički istu elektronegativnost. Ne postoji generacija dipola i zato je neto naboj jednak nuli.

Isto tako, postoji slijedeće molekule CCL ₄ i ALBR ₃, i nepolarni:

CCl4 i AlBr3 molekule. Izvor: Gabriel Bolívar.

U aluminijskom tribromidu, AlBr ₃ događa se isto kao s BF ₃, na početku članka. U međuvremenu, za ugljik tetraklorid, CCL, ₄, geometrija je tetrahedralnog i simetrična, budući da su svi CCL obveznice su isti.

Slično tome, molekule s općom formulom CX ₄ (CF ₄, CI ₄ i CBR ₄), također su nepolarni.

I na kraju, apolarna molekula može čak imati oktaedarsku geometriju, kao što je slučaj sa sumpornim heksafluoridom, SF ₆. U stvari, može imati bilo koju geometriju ili strukturu, sve dok je simetrična i njegova je elektronička distribucija homogena.

Reference

1. Carey FA (2008). Organska kemija. Karboksilne kiseline. (Šesto izdanje). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Molekularni polaritet. Oporavak od: corinto.pucp.edu.pe
3. Tutor Pogled. (2018.). Nepolarna molekula. Oporavak od: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (28. siječnja 2019.). Primjeri polarnih i nepolarnih molekula. Oporavilo od: misel.com
5. Kurtus R. (19. rujna 2016.). Polarne i nepolarne molekule. Škola za prvake. Oporavilo od: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Medicinska fiziologija. Izdanje 19. ^st. Uredništvo Modernog priručnika.