Probablemente hayas escuchado que las moléculas tienen algo llamado polaridad antes. Por ejemplo, el agua es una molécula polar, mientras que el dióxido de carbono es una molécula no polar. ¿Qué pasa con el dióxido de azufre, es polar o no polar? El dióxido de azufre se considera una molécula polar.
¿Qué significa exactamente ser una molécula pobre? Además, ¿qué propiedades tiene el dióxido de azufre que lo convierten en una molécula polar? Para averiguarlo, repasemos la definición de polaridad y echemos un vistazo a los atributos que tiene una molécula de dióxido de azufre.
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¿Qué Es la Polaridad?
Cuando piensas en polos, lo primero que puedes pensar puede ser el polo sur y el polo norte de la Tierra. Estas son las áreas superior e inferior de la tierra. Al igual que la tierra, las moléculas pueden tener regiones polares, pero estas regiones polares son de naturaleza positiva y negativa. Son los extremos de las moléculas que tienen una carga negativa o una carga positiva, al igual que una batería tiene un extremo negativo y un extremo positivo.
«Nada existe excepto átomos y espacio vacío; todo lo demás es opinión.»- Demócrito
Dado que las moléculas están hechas de átomos, estos átomos se unen para crear secciones que tienen una carga positiva general o una carga negativa general. Si un átomo tiene regiones distintas de carga positiva y carga negativa, si hay regiones negativas y regiones positivas dentro de la molécula, la molécula es polar. Si la molécula no tiene regiones que difieran en la carga, la molécula se considera no polar.
Ejemplos De Moléculas Polares Y No Polares
Como ejemplo de una molécula polar, echemos un vistazo al agua. El agua es una de las moléculas polares más famosas, y su estructura es la responsable de hacer que la molécula tenga una naturaleza polar. Las moléculas de agua consisten en un átomo de oxígeno que tiene una carga ligeramente negativa y dos átomos de hidrógeno que tienen ligeras cargas positivas. Esto significa que el agua es una molécula polar.
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Como ejemplo de una molécula no polar, considere el etano, que es una fórmula química de C2H6. Una de las razones por las que el etano es una molécula no polar es que la molécula tiene una estructura simétrica. Las estructuras simétricas en las moléculas ayudan a la molécula a mantener una distribución uniforme de la electronegatividad, aunque no necesariamente garantiza que una molécula sea no polar. En el caso del etano, sin embargo, hay poca o ninguna diferencia en las cantidades de electronegatividad que existe entre los átomos de carbono y los átomos de hidrógeno, y poca diferencia en la electronegatividad que se encuentra entre los dos átomos de carbono.
La mayoría de los elementos alcalinos tienen una estructura similar a la del C2H6, y por esta razón, se suele decir que los elementos alcalinos no son polares. La química tiene un concepto que a menudo se resume como»como se disuelve como». Esto significa que una molécula tiene mayor solubilidad cuando está dentro de una sustancia similar. Las sustancias polares se disuelven más fácilmente cuando se combinan con otras moléculas polares, y las sustancias no polares se disuelven más fácilmente cuando se combinan con otras sustancias no polares.
Cómo Las Regiones De Las Moléculas Se Vuelven Polares O No Polares
Los electrones dentro de las moléculas se están tirando constantemente. Eso significa que los electrones dentro de una molécula siempre están cambiando de posición, y la polaridad de una molécula está influenciada por el desplazamiento de un conjunto de electrones. A medida que los electrones se mueven en una dirección u otra, la molécula gana una carga positiva o negativa en la región de ese electrón. Lo que influye en cómo se desplazan los electrones son los enlaces que existen entre las moléculas. Estos enlaces químicos también contienen electrones, y también pueden tener polaridad.
Si los átomos que componen un enlace químico son diferentes, entonces el enlace entre los dos átomos será de naturaleza polar. Esto se debe a que cuando dos átomos diferentes crean un enlace, los núcleos de los átomos respectivos tendrán diferentes capacidades de captura de electrones, y las posiciones de los electrones dentro del enlace cambiarán. Sin embargo, cuando hay dos átomos del mismo tipo que forman un enlace, los electrones dentro del enlace cambiarán de posición porque la cantidad de tracción que tiene cada átomo es equivalente y los electrones que posee cada átomo permanecerán donde están.
» Debo confesar que estoy celoso del término átomo; porque aunque es muy fácil hablar de átomos, es muy difícil formarse una idea clara de su naturaleza.»- Michael Faraday
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El átomo que tiene la mayor capacidad de tirar electrones hacia sí mismo tendrá un mayor número de electrones a su alrededor, tendrá una carga general ligeramente más negativa y el resultado final es una región del enlace que es positiva y una parte del enlace que es negativa, lo que hace que el enlace sea de naturaleza polar. También se puede imaginar esto como electrones que son parte de un enlace polar convergiendo en un extremo del enlace u otro y. De cualquier manera, habrá una parte del bono que tenga una carga ligeramente más positiva y una parte del bono que tenga una carga ligeramente negativa.
Cómo Influye La Estructura De Un Átomo En Su Polaridad
La estructura del dióxido de carbono. Foto: Por Jynto (charla) – Obra propia Esta imagen fue creada con el visualizador Discovery Studio., CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=21004130
Aunque es tentador concluir que cuantos más átomos negativos tenga una molécula, más probable es que sea polar, este no siempre es el caso. Como ejemplo de una molécula con enlaces más negativos que no es polar, mire el dióxido de carbono. El dióxido de carbono tiene una molécula de carbono y dos moléculas de oxígeno y los enlaces que crean la molécula se pueden representar de esta manera:
O = C = O
Se debe tener en cuenta no solo el número total de enlaces y su naturaleza positiva o negativa, sino también la estructura de la molécula. En el caso del dióxido de carbono, la molécula es de naturaleza simétrica y posee una estructura lineal. Ambos átomos de oxígeno están ejerciendo la misma cantidad de atracción sobre el átomo de carbono en el medio, creando una situación en la que la atracción de un átomo de oxígeno es anulada por el otro y los electrones dentro del átomo no se mueven en absoluto. Así, la molécula mantiene su equilibrio como molécula no polar.
¿Por qué Es Polar SO2?
dióxido de Azufre a menudo proviene de los volcanes. Foto: doctor-a via, CC0
El dióxido de azufre se libera naturalmente por la actividad volcánica, y también está presente en la atmósfera debido a la combustión de combustibles fósiles. El dióxido de azufre tiene un olor acre, a menudo comparado con el olor de una cerilla que acaba de encenderse. Al igual que con el ejemplo del dióxido de carbono, no solo hay que tener en cuenta los tipos de átomos de una molécula de dióxido de azufre, también hay que tener en cuenta la estructura de la molécula.
En primer lugar, es importante saber que los enlaces oxígeno-azufre son ligeramente polares, debido al hecho de que el oxígeno tiene un mayor potencial electronegativo que el azufre. Esto significa que el oxígeno ejerce más presión sobre los enlaces covalentes en el dióxido de azufre. Sin embargo, como se discutió anteriormente, la estructura de la molécula también marca la diferencia.
Al igual que el H2O, el azufre se encuentra en el centro de la molécula, con enlaces doblados que conectan el azufre con el oxígeno. Esto significa que hay un lado (superior o inferior) de la molécula que tiene ambos átomos de oxígeno, lo que le da una carga ligeramente negativa, mientras que la porción de la molécula que tiene el átomo de azufre tiene una carga ligeramente positiva. Como resultado de esto, el SO2 es polar.
En esencia, el dióxido de azufre es polar, mientras que el dióxido de carbono es no polar porque los movimientos individuales de los enlaces en el dióxido de carbono se cancelan entre sí, sin embargo, en el caso del dióxido de azufre, la naturaleza angular de la molécula significa que hay un desequilibrio entre los polos, que tiene un lado negativo y positivo, y por lo tanto la molécula es polar.
Puntos clave A Tener En Cuenta Al Determinar La Polaridad de una Molécula
Al intentar determinar la polaridad de una molécula, puede utilizar un proceso de tres pasos para analizarla. El primer paso es dibujar la estructura de Lewis de la molécula, mientras que el segundo paso es determinar la geometría de la molécula, y el paso final es determinar las polaridades de enlace de la molécula y sumar las polaridades de enlace.
Dibujar la estructura de Lewis significa dibujar una representación de la molécula a través de un diagrama que indica el número de electrones de valencia y enlaces de la molécula. Después de esto, la geometría de la molécula se puede determinar con la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Capa de Valencia (Teoría VSEPR), que establece que las moléculas adoptarán una formación geométrica que maximiza la distancia que los electrones tienen entre sí.
«yo, un universo de átomos, un átomo en el universo.»- Richard P. Feynman
Finalmente, debe determinar la fuerza de los enlaces y sumar sus polaridades de enlace. Por ejemplo, en el dióxido de carbono, los enlaces carbono-oxígeno están polarizados hacia el oxígeno, que es más electronegativo, y dado que ambos enlaces tienen la misma magnitud, su suma es cero y la molécula se clasifica como no polar.
En el caso del dióxido de azufre, la molécula es angulada y posee una diferencia en electronegatividad con la atracción del azufre siendo menor que la del oxígeno. Por lo tanto, hay un momento dipolar permanente. El momento dipolar es el resultado de la distribución desigual de las cargas negativas y positivas.
