UNPOLARE MOLEKÜLE: EIGENSCHAFTEN, IDENTIFIZIERUNG UND BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Die unpolaren Moleküle sind solche, die in ihrer Struktur eine symmetrische Verteilung ihrer Elektronen aufweisen. Dies ist möglich, wenn der Elektronegativitätsunterschied ihrer Atome gering ist oder wenn die elektronegativen Atome oder Gruppen ihre Auswirkungen auf das Molekül vektoriell aufheben.

Nicht immer ist "Apolarität" absolut. Aus diesem Grund werden Moleküle mit niedriger Polarität manchmal als unpolar angesehen. das heißt, es hat ein Dipolmoment µ nahe 0. Hier betreten wir das Feld des Verwandten: Wie niedrig muss µ sein, damit ein Molekül oder eine Verbindung als unpolar betrachtet wird?

Unpolares Molekül von BF3. Quelle: Benjah-bmm27 über Commons Wikimedia.

Um das Problem besser anzugehen, gibt es das Bortrifluoridmolekül BF ₃ (oberes Bild).

Das Fluoratom ist viel elektronegativer als das Boratom, und daher sind die BF-Bindungen polar. Das BF ₃ -Molekül ist jedoch symmetrisch (trigonale Ebene) und führt zur Vektorauslöschung der drei BF-Momente.

Somit werden auch bei Vorhandensein polarer Bindungen unpolare Moleküle erzeugt. Die erzeugte Polarität kann durch das Vorhandensein einer anderen polaren Verbindung ausgeglichen werden, die dieselbe Größe wie die vorherige hat, jedoch in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet ist; wie es in BF ₃ passiert .

Eigenschaften eines unpolaren Moleküls

Symmetrie

Damit sich die Auswirkungen der polaren Bindungen gegenseitig aufheben, muss das Molekül eine bestimmte geometrische Struktur aufweisen. Zum Beispiel linear, am einfachsten auf den ersten Blick zu verstehen.

Dies ist der Fall bei Kohlendioxid (CO ₂ ), das zwei polare Bindungen aufweist (O = C = O). Dies liegt daran, dass sich die beiden Dipolmomente der C = O-Bindungen aufheben, wenn eines in einem Winkel von 180 ° zu einer Seite und das zweite zur anderen ausgerichtet ist.

Daher ist es eines der ersten Merkmale, das bei der Bewertung der „Apolarität“ eines Moleküls aus der Vogelperspektive berücksichtigt werden muss, zu beobachten, wie symmetrisch es ist.

Angenommen, wir haben anstelle von CO ₂ das Molekül COS (O = C = S), das als Carbonylsulfid bezeichnet wird.

Jetzt ist es kein unpolares Molekül mehr, da die Elektronegativität von Schwefel geringer ist als die von Sauerstoff; und deshalb unterscheidet sich das Dipolmoment C = S von dem von C = O. Infolgedessen ist COS ein polares Molekül (wie polar ist eine andere Sache).

Das Bild unten fasst alles, was gerade beschrieben wurde, grafisch zusammen:

Dipolmomente von CO2- und COS-Molekülen. Quelle: Gabriel Bolívar.

Es ist zu beachten, dass das Dipolmoment der C = S-Bindung geringer ist als das der C = O-Bindung im COS-Molekül.

Elektronegativität

Die Elektronegativität auf der Pauling-Skala hat Werte zwischen 0,65 (für Francium) und 4,0 (für Fluor). Halogene weisen im Allgemeinen eine hohe Elektronegativität auf.

Wenn der Unterschied der Elektronegativität der Elemente, die eine kovalente Bindung bilden, kleiner oder gleich 0,4 ist, spricht man von unpolar oder unpolar. Die einzigen Moleküle, die wirklich unpolar sind, sind jedoch solche, die durch Bindungen zwischen identischen Atomen (wie Wasserstoff, HH) gebildet werden.

Intermolekularen Kräfte

Damit sich eine Substanz in Wasser löst, muss sie elektrostatisch mit Molekülen interagieren. Wechselwirkungen, die unpolare Moleküle nicht ausführen können.

In unpolaren Molekülen sind ihre elektrischen Ladungen nicht auf ein Ende des Moleküls beschränkt, sondern symmetrisch (oder homogen) verteilt. Daher kann es nicht durch Dipol-Dipol-Kräfte interagieren.

Stattdessen interagieren unpolare Moleküle durch Londons Streukräfte miteinander. Dies sind momentane Dipole, die die elektronische Wolke der Atome benachbarter Moleküle polarisieren. Hier ist die Molekülmasse ein vorherrschender Faktor für die physikalischen Eigenschaften dieser Moleküle.

Wie identifiziere ich sie?

- Vielleicht ist eine der besten Methoden zur Identifizierung eines unpolaren Moleküls seine Löslichkeit in verschiedenen polaren Lösungsmitteln, die in diesen im Allgemeinen nicht sehr löslich sind.

- Im Allgemeinen sind unpolare Moleküle gasförmig. Sie können auch mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeiten bilden.

-Apolare Feststoffe zeichnen sich durch Weichheit aus.

-Die Dispersionskräfte, die sie zusammenhalten, sind im Allgemeinen schwach. Aus diesem Grund sind ihre Schmelz- oder Siedepunkte tendenziell niedriger als die von Verbindungen polarer Natur.

-Apolare Moleküle, insbesondere in flüssiger Form, sind schlechte elektrische Leiter, da ihnen eine elektrische Nettoladung fehlt.

Beispiele

Edelgase

Obwohl es sich nicht um Moleküle handelt, gelten Edelgase als unpolar. Wenn angenommen wird, dass zwei seiner Atome, He-He, für kurze Zeiträume interagieren, könnte diese Wechselwirkung (zur Hälfte) als Molekül betrachtet werden; Molekül, das von Natur aus unpolar wäre.

Zweiatomige Moleküle

Diatomeenmoleküle wie H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ und F ₂ sind unpolar. Diese haben die allgemeine Formel A ₂ , AA.

Kohlenwasserstoffe

Was wäre, wenn A eine Gruppe von Atomen wäre? Es wäre vor anderen unpolaren Verbindungen; zum Beispiel Ethan, CH ₃ -CH ₃ , dessen Kohlenstoffgerüst linear ist, CC.

Methan, CH ₄ und Ethan, C ₂ H ₆ , sind unpolare Moleküle. Kohlenstoff hat eine Elektronegativität von 2,55; während die Elektronegativität von Wasserstoff 2,2 beträgt. Daher gibt es einen Dipolvektor geringer Intensität, der von Wasserstoff zu Kohlenstoff ausgerichtet ist.

Aufgrund der geometrischen Symmetrie der Methan- und Ethanmoleküle ist die Summe der Dipolvektoren oder Dipolmomente in ihren Molekülen jedoch Null, sodass keine Nettoladung auf den Molekülen vorhanden ist.

Im Allgemeinen passiert das Gleiche mit allen Kohlenwasserstoffen, und selbst wenn sie ungesättigt sind (Doppel- und Dreifachbindungen), werden sie als unpolare Verbindungen oder Verbindungen mit niedriger Polarität betrachtet. Auch cyclische Kohlenwasserstoffe sind unpolare Moleküle wie Cyclohexan oder Cyclobutan.

Andere

Die Moleküle Kohlendioxid (CO ₂ ) und Schwefelkohlenstoff (CS ₂ ) sind unpolare Moleküle, beide mit einer linearen Geometrie.

In Schwefelkohlenstoff beträgt die Elektronegativität von Kohlenstoff 2,55, während die Elektronegativität von Schwefel 2,58 beträgt; beide Elemente haben also praktisch die gleiche Elektronegativität. Es wird kein Dipolvektor erzeugt und daher ist die Nettoladung Null.

Ebenso gibt es die folgenden Moleküle CCl ₄ und AlBr ₃ , beide unpolar:

CCl4- und AlBr3-Moleküle. Quelle: Gabriel Bolívar.

In Aluminiumtribromid geschieht AlBr ₃ genauso wie in BF ₃ am Anfang des Artikels. Währenddessen ist für Tetrachlorkohlenstoff CCl ₄ die Geometrie tetraedrisch und symmetrisch, da alle C-Cl-Bindungen gleich sind.

In ähnlicher Weise sind auch Moleküle mit der allgemeinen Formel CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ und CBr ₄ ) unpolar.

Und schließlich kann ein unpolares Molekül sogar eine oktaedrische Geometrie aufweisen, wie dies bei Schwefelhexafluorid SF ₆ der Fall ist . Tatsächlich kann es jede Geometrie oder Struktur haben, solange es symmetrisch ist und seine elektronische Verteilung homogen ist.

Verweise

1. Carey FA (2008). Organische Chemie. Carbonsäuren. (Sechste Ausgabe). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Molekulare Polarität. Wiederhergestellt von: corinto.pucp.edu.pe
3. Tutoransicht. (2018). Unpolares Molekül. Wiederhergestellt von: chemie.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28. Januar 2019). Beispiele für polare und unpolare Moleküle. Wiederhergestellt von :oughtco.com
5. Kurtus R. (19. September 2016). Polare und unpolare Moleküle. Schule für Champions. Wiederhergestellt von: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Medizinische Physiologie. 19 Geben Sie ^th . Editorial das moderne Handbuch.