Che cosa sono le molecole polari e apolari
Che cosa sono le molecole polari e apolari? In chimica, quando andiamo a studiare i primi legami fra molecole dovremo andare a imparare le differenze fra le molecole polari e le molecole apolari.
Ma come è possibile distinguerle? In apparenza non sembra un qualcosa di semplice, ma studiando un po di teoria e un paio di regole il tutto sarà più semplice di quanto non pensiamo.
Come prima cosa andiamo a descrivere e definire il termine di polarità.
Con il termine polarità, in chimica andiamo a definire una proprietà essenziale delle molecole.
Dove su una molecola composta da più atomi può andare a crearsi una divisione di zone in base alla carica degli atomi stessi.
Ovvero si presenterà una zona della molecola con una parziale carica positiva ed una zona della molecola con parziale carica negativa.
Questo fenomeno è definito col il termine di polarità e sarà presente in tutte quelle molecole con legami non puri e asimmetriche.
Indice
- Quali sono le differenze fra polare e apolare
- Un esempio di molecola polare
- Un esempio di molecola apolare
Quali sono le differenze fra polare e apolare
Le molecole polari e apolari hanno un ampio numero di differenze.
Grazie ad esse è possibile andare a definire in maniera rapida e veloce se fanno parte di una di queste due famiglie.
Successivamente, se rimangono ancora delle perplessità è possibile leggere i paragrafi successivi con al loro interno degli esempi pratici.
La differenza più grande fra una molecola polare e apolare è la distribuzione delle cariche elettriche.
Come abbiamo visto prima, nelle molecole si può osservare il fenomeno di polarità.
Se una molecola possiede tale caratteristica, ovvero quella di avere una zona con cariche positive ed una zona con cariche negative ben distinte, saremo davanti ad una molecola polare.
Mentre una molecola apolare possiede una disposizione simmetrica degli atomi.
Essendo simmetrica è impossibile avere una distinzione di cariche netta, in quanto ci sarà una distribuzione omogenea.
Queste regole valgono prevalentemente per le molecole composte da più di due atomi.
Quali regole possiamo andare ad analizzare nel caso di una molecola biatomica?
Nelle molecole biatomiche, ovvero costituite semplicemente da due atomi, è possibile andare ad analizzare il loro legame.
Se ci ritroviamo di fronte a un legame puro, significa che gli elettroni fra le due molecole sono condivisi in maniera equa, e non si verrà a creare una zona con più carica.
Infatti tutti i legami fra molecole identiche, come per esempio un legame fra ossigeno ed ossigeno, daranno vita a molecole apolari.
Mentre se il legame è fatto fra due molecole con cariche elettronegative differenti, si verrà a creare un legame covalente o ionico.
Nel caso di un legame ionico o covalente, fra le due molecole avviene una parziale condivisione degli elettroni.
In quanto la molecola con elettronegatività maggiore andrà ad attrarre di più la nostra nube elettronica.
Di conseguenza si verrà a creare una molecola polare.
L’esempio banale è quello sale da cucina, ovvero NaCl.
Il cloro sarà più elettronegativo del sodio, di conseguenza la nube elettronica sarà più verso il cloro. Questo fattore farà creare il fenomeno del dipolo.
Avremo un lato del composto con una carica parzialmente positiva e un lato del composto con una carica parzialmente negativa.
Un esempio di molecola polare
Un esempio di una molecola polare è l’acqua.
L’acqua, come ben sappiamo, è costituita da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno.
Gli atomi di idrogeno sono collegati all’atomo centrale di ossigeno, dando una molecola costituita da 3 atomi.
L’ossigeno e l’idrogeno possiedono delle cariche elettriche differenti (hanno elettronegatività differente), andando a creare un legame non puro.
Questo è il primo fenomeno da osservare per poterle definire polari.
Secondariamente, è possibile andare a notare che non si presenta un piano simmetrico costante nella molecola, infatti se la andiamo a dividere non avremo sempre due zone identiche.
Questo è il secondo fenomeno da osservare per poter definire l’acqua come una molecola polare.
Come terzo indizio possiamo andare ad analizzare la molecola nella sua struttura tridimensionale.
Avremo un lato dove la molecola di ossigeno ha una carica parzialmente negativa e un lato con i due idrogeni che avranno una carica parzialmente positiva.
Quindi avviene una netta distinzione fra le zone di carica negativa e positiva, ovvero siamo di fronte a un bipolo elettrico.
Considerando che le cariche sono ben distinte sul piano tridimensionale, la molecola è asimmetrica e i legami da un punto di vista elettronegativo sono covalenti, possiamo definire al 100% la molecola davanti a noi polare.
Un esempio di molecola apolare
Un esempio classico di molecola apolare è il metano.
Il metano è una molecola che è composta da un atomo di carbonio collegato a 4 atomi di idrogeno.
Da un punto di vista tridimensionale, ritroviamo il carbonio al centro di questa molecola, con tutti gli idrogeni esterni ad esso in maniera ordinata.
Essendo i quattro atomi collegati al carbonio tutti uguali, ovvero idrogeni, saranno in grado di bilanciare le cariche elettriche nella molecola.
In quanto non avverrà una netta distinzione, come nel caso se questi 4 idrogeni fossero tutti da un lato.
Infatti si viene a creare una simmetria nella molecola, che ci aiuta a comprendere la sua natura, ovvero quella apolare.
Come definisco bene che questa molecola è apolare?
Vado ad osservare la struttura della molecola, andando a notare se esiste un dipolo. Ovvero una concentrazione di zone positive da un lato e di zone negative dall’altro.
Vado a osservare la struttura della nostra molecola, per vedere se esiste una simmetria.
Se sussiste una simmetria significa che le cariche saranno disposte in maniera omogenea.
Ciò è ovvio perché se una molecola è simmetrica non potrà avere zone differenti con cariche differenti.
Infine vado a controllare i legami, che in questo caso non sono puri ma sono bilanciati dalla simmetria della molecola.
Con questi tre indizi, sono sicuro che la molecola davanti ai miei occhi è una molecola apolare.
Ora vi pongo io la domanda: se questo metano avesse un gruppo zolfo al posto di un idrogeno, sarebbe lo stesso una molecola apolare? (Esempio pratico, teoricamente non potrebbe avvenire).
La risposta è no, perché lo zolfo andrebbe a cambiare tutte regole che abbiamo visto precedentemente.
Cambierebbe la conformazione nello spazio, toglierebbe i piani di simmetria e farebbe diventare la molecola asimmetrica.
