Según la polaridad, las moléculas se clasifican en polar y no polar.

Cuando se somete una molécula a un campo eléctrico (polos positivo y negativo) y se atrae debido a cargas, esa molécula se considera polar. Cuando no hay orientación hacia el campo eléctrico, es una molécula apolar.

Otra forma de identificar la polaridad es sumando los vectores de cada enlace polar en la molécula, porque en una molécula apolar, el momento dipolar resultante () es cero. Cuando no es cero, la molécula es polar.

En general, dos factores influyen en la polaridad de las moléculas: la electronegatividad de los átomos y la geometría molecular.

Electronegatividad de los átomos

La capacidad de un átomo para atraer a sí mismo electrones compartidos con otro átomo en un enlace covalente se llama electronegatividad.

Vea lo que sucede en la formación de cloruro de hidrógeno:

Formación de enlaces de cloruro de hidrógeno.

Según los valores de electronegatividad atribuidos al hidrógeno y al cloro, estos son, respectivamente, 2,20 y 3,16. El cloro tiene una mayor electronegatividad y, por lo tanto, atrae el par de electrones del enlace hacia sí mismo, lo que provoca un desequilibrio de las cargas.

La molécula de HCl (ácido clorhídrico) es polar porque forma un polo negativo en el cloro debido a la acumulación de carga negativa y, en consecuencia, el lado del hidrógeno tiende a acumular carga positiva formando un polo positivo.

Lo mismo sucede con HF (ácido fluorhídrico), HI (ácido hidroyódico) y HBr (ácido bromhídrico), que son moléculas diatómicas cuyos átomos tienen diferentes electronegatividades.

Moléculas no polares

Cuando una molécula está compuesta de un solo tipo de elemento químico, no hay diferencia en la electronegatividad, por lo que no se forman polos y la molécula se clasifica como apolar, independientemente de su geometría.

Ejemplos:

Una excepción a esta regla es la molécula de ozono, Oh3.

Resonancia en la molécula de ozono

Aunque está formado solo por átomos de oxígeno, su geometría angular tiene poca polaridad debido a la resonancia entre los pares de electrones emparejados y libres en la molécula.

Geometría molecular

Los enlaces covalentes polares se forman por el reparto desigual de electrones entre los átomos de enlace.

Sin embargo, la presencia de este tipo de enlace no solo hace que una molécula sea polar. Debe tenerse en cuenta la forma en que los átomos se organizan para formar la estructura.

Cuando hay una diferencia en la electronegatividad entre los átomos, la geometría determina si la molécula es polar o apolar.

El dióxido de carbono es no polar debido a la geometría lineal que hace que el momento dipolar resultante de la molécula sea igual a cero. En contraste, el agua con su geometría angular hace que la molécula sea polar porque el vector del momento dipolar no es cero.

Momento dipolar

Los polos de una molécula se refieren a la carga parcial, representada por, ya que los electrones se comparten y no se transfieren de un átomo a otro.

La polaridad de una molécula con más de dos átomos está determinada por el (vector de momento dipolar resultante), en el que se suman los vectores de cada enlace polar de la molécula. Cuando el resultado es nulo, la molécula es no polar y, por lo demás, polar.

Ejemplo 1: Molécula de dióxido de carbono, CO2.

Elemento Electronegatividad
Carbono 2,55
Oxigeno 3,44

El CO2 tiene dos enlaces polares, porque el oxígeno más electronegativo que el carbono.

Como la molécula es lineal, la atracción electrónica del oxígeno "izquierdo" se contrarresta con la atracción del oxígeno "derecho", y como resultado tenemos un molécula no polar.

En otras palabras, el momento dipolar resultante es nulo porque los vectores tienen:

  • misma intensidad (enlaces iguales).
  • misma direccion.
  • direcciones contrarias.

Ejemplo 2: Molécula de agua, H2O.

Elemento Electronegatividad
Hidrógeno 2,20
Oxigeno 3,44

El agua tiene dos enlaces polares, porque el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno.

En la geometría angular del agua, el lado del hidrógeno es electropositivo y el oxígeno electronegativo.

Como los vectores no se cancelan entre sí, el vector resultante es distinto de cero, caracterizando un molécula polar.

Ejercicio de comentarios comentados

1. (Unesp) El efecto invernadero resulta principalmente de la absorción de la radiación infrarroja de la radiación solar por las moléculas presentes en la atmósfera de la tierra. La energía absorbida se almacena como energía vibratoria de las moléculas. Una de las condiciones para que una molécula pueda absorber la radiación infrarroja es que sea polar. Basado solo en este criterio, entre las moléculas O2, N2 y H2O, generalmente presente en la atmósfera de la tierra, contribuye al efecto invernadero:

a)2solo
b) H2Oh solo
c) El2 y N2solo
d) H2O y N2solo
e) N2solo

Alternativa correcta: b) H2Oh solo

a) Incorrecto. La molécula de oxígeno (O2) no es polar, ya que está formado solo por un elemento químico y, en consecuencia, no hay diferencia en la electronegatividad.

b) Correcto. El agua es una molécula (H2O), unidos por un enlace covalente, que contiene dos átomos de hidrógeno (polos positivos) y un átomo de oxígeno (polo negativo).

La geometría angular del agua hace que el lado del hidrógeno sea el más electropositivo y el lado del oxígeno el más electronegativo, lo que convierte a la molécula en un dipolo eléctrico permanente.

c) Incorrecto. No hay diferencia en la electronegatividad en las moléculas de oxígeno (O2) y nitrógeno (N2), por lo que no hay polaridad.

d) Incorrecto. Solo agua (H2O) tiene polaridad.

e) Incorrecto. La molécula de nitrógeno (N2) está formado solo por un elemento químico. Como no hay diferencia en la electronegatividad, no se forman polos.

Obtenga más conocimiento leyendo los siguientes textos:

2. (Ufes) La molécula OF2 es polar y la molécula BeF2 No es polar Esto se debe a:

a) diferencia de electronegatividad entre átomos en las moléculas respectivas.
b) geometría molecular.
c) tamaño de los átomos unidos a flúor.
d) alta reactividad del oxígeno en relación con el flúor.
e) el hecho de que el oxígeno y el flúor son gases.

Alternativa correcta: b) geometría molecular.

a) Incorrecto. Cuando hay una diferencia en la electronegatividad en las moléculas, lo que determina la polaridad es la geometría.

b) Correcto. Al igual que el difluoruro de oxígeno (OF2) tiene pares de electrones no apareados, se forma una estructura angular y el momento dipolar resultante es distinto de cero, caracterizándolo como una molécula polar.

En difluoruro de berilio (BeF2), el átomo central no tiene electrones desapareados y, por lo tanto, su geometría es lineal, lo que hace que el momento dipolar sea igual a cero y la molécula apolar.

c) Incorrecto. El tamaño de los átomos influye en la estructura espacial de la molécula.

d) Incorrecto. La reactividad está relacionada con la capacidad de formar enlaces.

e) Incorrecto. De hecho, es la polaridad de la molécula lo que influye en muchas propiedades, incluido el punto de ebullición (estado gaseoso).

3. (UFSC) Considere la siguiente tabla y seleccione las proposiciones que relacionen correctamente la geometría y la polaridad de las sustancias mencionadas:

Sustancia Geometría Polaridad
01 H2El angular polar
02 CO2 lineal apolar
04 CCl4 4 trigonal polar
08 NH3 piramidal polar
16 CCl4 4 tetraédrico apolar

Alternativas correctas: 01, 02, 08 y 16.

01. CORRECTO. El agua (H2O) es una molécula compuesta por tres átomos.

Dado que el átomo central, el oxígeno, tiene un par de electrones no apareados, esto hace que se forme una nube electrónica y que la molécula se vuelva angular para organizar mejor los átomos.

Como el momento dipolar no es cero, la molécula es polar.

02. CORRECTO. Dióxido de carbono (CO2) es una molécula con tres átomos. Como el átomo central no tiene un par de electrones no apareados disponibles, su geometría es lineal.

Como el momento dipolar es cero, la molécula es no polar.

04. Incorrecto. Una geometría trigonal se forma en una molécula compuesta de cuatro átomos. Esto no representa CCl4 4, ya que tiene cinco átomos.

Un ejemplo de una molécula con geometría trigonal es el SO3donde los ángulos de conexión son 120 °.

08. CORRECTO. Amoniaco (NH)3) es una molécula compuesta por cuatro átomos. Como el átomo central tiene electrones no apareados disponibles, se forma una geometría piramidal.

Como el momento dipolar no es cero, la molécula es polar.

16. CORRECTO. Tetracloruro de carbono (CCl4 4) es una molécula compuesta por cinco átomos. Por lo tanto, se forma una geometría tetraédrica, porque los ángulos formados permiten la mayor distancia entre los cuatro ejes a partir del mismo punto.

Como el momento dipolar es cero, la molécula es no polar.

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