Značilne apolarne molekule, kako jih prepoznati in primere



The molekul gre za tiste, ki v svoji strukturi predstavljajo simetrično porazdelitev njihovih elektronov. To je možno, če je razlika elektronegativnosti njegovih atomov majhna ali če elektronegativne atome ali skupine prekinejo učinke v molekuli..

Ni vedno "apolarnost" absolutna. Zato se polarne polarne molekule včasih štejejo za nepolarne; to pomeni, da ima dipolarni moment μ blizu 0. Tukaj vstopimo na teren relativnega: kako nizko mora biti μ za molekulo ali spojino, ki se šteje za nepolarno?

Za boljše reševanje vprašanja imate molekulo borov trifluorid, BF3 (zgornja slika).

Atom fluora je veliko bolj elektronegativen kot atom bora, zato so B-F vezi polarne. Vendar pa molekula BF3 je simetrična (trigonska ravnina) in vključuje vektorsko odpoved treh trenutkov B-F.

Tako nastajajo tudi nepolarne molekule, tudi z obstojem polarnih vezi. Ustvarjeno polarnost lahko uravnotežimo z obstojem druge polarne povezave, enake velikosti kot prejšnja, vendar usmerjene v nasprotni smeri; kot se dogaja v BF3.

Indeks

  • 1 Značilnosti apolarne molekule
    • 1.1 Simetrija
    • 1.2 Elektronegativnost
    • 1.3 Medmolekularne sile
  • 2 Kako jih prepoznati?
  • 3 Primeri
    • 3.1 Plemeniti plini
    • 3.2 Diatomske molekule
    • 3.3 Ogljikovodiki
    • 3.4 Drugo
  • 4 Reference

Značilnosti apolarne molekule

Simetrija

Da se učinki polarnih vezi medsebojno izničijo, mora molekula imeti določeno geometrijsko strukturo; na primer, linearni, najlažji za razumevanje na prvi pogled.

To velja za ogljikov dioksid (CO2), ki ima dve polarni vezi (O = C = O). To je posledica dejstva, da se oba dipolarna momenta C = O povezav medsebojno prekinjata, ko sta obrnjena na eno stran, druga pa na drugo, pod kotom 180 °..

Zato je ena izmed prvih značilnosti, ki jo je treba upoštevati pri vrednotenju "apolarnosti" molekule kot ptičjega očesa, opazovati, kako simetrična je..

Recimo, da namesto CO2 imate COS molekulo (O = C = S), imenovano karbonil sulfid.

Zdaj ni več apolarna molekula, ker je elektronegativnost žvepla manjša od kisika; in zato je dipolni moment C = S drugačen od C = O. Posledično je COS polarna molekula (kako polarna je moka iz druge vreče).

Spodnja slika na grafični način povzema vse, kar je bilo pravkar opisano:

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

Elektronegativnost

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

Če je razlika elektronegativnosti elementov, ki tvorijo kovalentno vez, manjša ali enaka 0,4, velja, da je nepolarna ali nepolarna. Vendar so edine molekule, ki so resnično nepolarne, tiste, ki jih tvorijo povezave med enakimi atomi (kot je vodik, H-H)..

Intermolekularne sile

Da se snov raztopi v vodi, mora elektrostatično vplivati ​​z molekulami; interakcije, ki jih ne morejo povzročiti nepolarne molekule.

Pri nepolarnih molekulah njihovi električni naboji niso omejeni na enem koncu molekule, pač pa so porazdeljeni simetrično (ali homogeno). Zato ne more medsebojno vplivati ​​preko dipol-dipolskih sil.

Nasprotno pa nepolarne molekule medsebojno vplivajo preko disperzijskih sil v Londonu; to so trenutni dipoli, ki polarizirajo elektronski oblak atomov sosednjih molekul. Tu je molekulska masa prevladujoči dejavnik fizikalnih lastnosti teh molekul.

Kako jih prepoznati?

-Morda je ena izmed najboljših metod za identifikacijo apolarne molekule njena topnost v različnih polarnih topilih, ki so na splošno slabo topne v njih..

-Na splošno so nepolarne molekule v naravi plinaste. Lahko tudi tvorijo nemešljive tekočine z vodo.

-Za nepolarne trdne snovi je značilna mehkost.

-Disperzijske sile, ki jih držijo skupaj, so na splošno šibke. Zaradi tega so njihova taljenja ali vrelišča ponavadi nižja od tistih v polarnih spojinah.

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

Primeri

Plemeniti plini

Čeprav niso molekule, se plemeniti plini štejejo za nepolarne. Če predpostavimo, da dva kratka obdobja medsebojno vplivata dva izmed njegovih atomov, He-He, to interakcijo bi lahko šteli za polovico kot molekulo; molekula, ki bi bila v naravi nepolarna.

Dvojne molekule

Dvojne molekule, kot je H2, Br2, I2, Cl2, O2, in F2, so nepolni. Ti imajo kot splošno formulo A2, A-A.

Ogljikovodiki

Kaj če bi bila A skupina atomov? To bi bilo pred drugimi nepolarnimi spojinami; na primer etan, CH3-CH3, katerega ogljikov skelet je linearen, C-C.

Metan, CH4, in etan, C2H6, to so nepolarne molekule. Ogljik ima elektronegativnost 2,55; medtem ko je elektronegativnost vodika 2,2. Zato obstaja dipolni vektor nizke intenzivnosti, usmerjen od vodika do ogljika.

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

Na splošno se to zgodi z vsemi ogljikovodiki, in tudi če so v njih insaturacije (dvojne in trojne vezi), se štejejo za nepolarne ali nizko polaritetne spojine. Podobno so ciklični ogljikovodiki nepolarne molekule, kot cikloheksan ali ciklobutan..

Drugi

Molekule ogljikovega dioksida (CO2) in ogljikovega disulfida (CS)2) so nepolarne molekule, obe z linearno geometrijo.

Pri ogljikovem disulfidu je elektronegativnost ogljika 2,55, elektronegativnost žvepla pa 2,58; tako da imata oba elementa praktično isto elektronegativnost. Ni generacije dipolnega vektorja, zato je neto naboj nič.

Prav tako imamo naslednje CCl molekule4 in AlBr3, oba apolarja:

V aluminijevem tribromidu, AlBr3 to se zgodi enako kot pri BF3, na začetku članka. Medtem, za ogljikov tetraklorid, CCl4, geometrija je tetraedarska in simetrična, saj so vse povezave C-Cl enake.

Podobno so molekule s splošno formulo CX4 (CF4, CI4 in CBr4), so tudi apolarne.

In končno, nepolarna molekula ima lahko celo oktaedrično geometrijo, kot je v primeru žveplovega heksafluorida, SF6. Pravzaprav ima lahko kakršnokoli geometrijo ali strukturo, dokler je simetrična in je njena elektronska porazdelitev homogena.

Reference

  1. Carey F. A. (2008). Organska kemija Karboksilne kisline. (Šesta izdaja). Mc Graw Hill.
  2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Polarnost molekul. Vzpostavljeno iz: corinto.pucp.edu.pe
  3. Tutor Vista. (2018). Nepolarna molekula. Vzpostavljeno iz: chemistry.tutorvista.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28. januar 2019). Primeri polarnih in nepolarnih molekul. Vzpostavljeno iz: thoughtco.com
  5. Kurtus R. (19. september 2016). Polarne in nepolarne molekule. Šola za prvake. Vzpostavljeno iz: school-for-champions.com
  6. Ganong W. (2004). Medicinska fiziologija 19. izdajath. Uvodnik modernega priročnika.