Principal diferença - moléculas polares vs não polares

Átomos de elementos diferentes ou iguais se unem para formar moléculas. A ligação que é formada pelo compartilhamento de um par de elétrons entre dois átomos é chamada de “Ligação Covalente”. Diferentes átomos mostram atração por elétrons em vários graus. Sua capacidade de puxar elétrons em sua direção é chamada de eletronegatividade. Átomos como F, Cl, O mostram maior eletronegatividade em comparação com átomos como C, P, S. Quando dois átomos com 0,4 <diferença de eletronegatividade são ligados, moléculas polares são formadas. Se a diferença de eletronegatividade entre os átomos for <0,4, a molécula se torna apolar. o principal diferença entre as moléculas polares e não polares está o momento dipolar líquido. O momento dipolar líquido é formado nos átomos das moléculas polares, mas não nas moléculas apolares.

Este artigo explica,

1. O que são moléculas polares - Definição, Formação, Propriedades, Exemplos

2. O que são moléculas não polares - Definição, Formação, Propriedades, Exemplos

3. Qual é a diferença entre moléculas polares e não polares

O que são moléculas polares

As moléculas polares são formadas como resultado de átomos eletronegativos ou devido ao arranjo assimétrico de ligações não polares e pares solitários de elétrons na mesma molécula. Os exemplos a seguir irão explicar os dois fenômenos de uma maneira mais elaborada.

Molécula de água:

As eletronegatividades de H e O são 2,20 e 3,44 respectivamente. A diferença de valores é 1,24 e cumpre os principais critérios de formação de uma ligação polar. Os elétrons são atraídos mais para o átomo O, que tem uma eletronegatividade comparativamente maior. Como resultado, há um dipolo líquido na molécula. O é dito ser ligeiramente negativo (δ-), enquanto os átomos de H são ligeiramente positivos (δ +).

Na determinação da polaridade de uma molécula, a forma da molécula também desempenha um papel importante. Vamos entender esse cenário melhor, considerando a molécula de dióxido de carbono.

C é um átomo menos eletronegativo do que O (2,55 e 3,44) e atende ao requisito de diferença de eletronegatividade de 0,4. No entanto, devido à forma da molécula, os momentos de dipolo em ambas as ligações C-O estão em direções opostas, cancelando-se mutuamente. Conseqüentemente, o momento de dipolo líquido é zero.

As moléculas polares, quando juntas, são atraídas umas pelas outras por meio de cargas opostas em seus átomos. Essas forças são mais fortes do que as forças entre moléculas não polares, mas menos fortes do que as forças iônicas.

Os átomos de H carregados positivamente fazem ligações de hidrogênio com átomos de O carregados negativamente. Se os átomos de H estão envolvidos na formação dessas atrações, eles são chamados de ligações de hidrogênio. As forças intermoleculares formadas sem qualquer envolvimento dos átomos de hidrogênio são chamadas de forças dipolo-dipolo. As moléculas polares se dissolvem apenas em solventes polares, pois não podem formar nenhuma atração com solventes apolares.

Os compostos polares apresentam pontos de fusão e pontos de ebulição mais elevados em comparação com os compostos não polares com massas moleculares semelhantes. A energia deve ser fornecida para quebrar as ligações intermoleculares. Conseqüentemente, os pontos de fusão e de ebulição são altos. Isso resulta em baixa pressão de vapor e a taxa de evaporação é menor do que as moléculas apolares. Além disso, as moléculas polares apresentam maior tensão superficial.

O que são moléculas não polares

Ao contrário de uma molécula polar, não há carga negativa ou positiva em moléculas apolares. Isso ocorre porque os dois átomos têm atrações semelhantes para os elétrons que compartilham. A diferença de eletronegatividade entre os dois átomos é <0,4. Portanto, o par de elétrons é distribuído uniformemente entre os átomos. A maioria dos gases diatômicos do mesmo elemento são moléculas apolares. Ex: - O₂, N₂, Cl₂ etc. Moléculas de hidrocarbonetos como metano, pentano e hexano são moléculas apolares.

Deve-se notar que as moléculas não polares podem exibir forças de dispersão de London que são induzidas pela distribuição assimétrica de elétrons. Esta é uma força espontânea e temporária e é a mais fraca de todas as forças intermoleculares. Essas forças de Londres são suficientes para dissolver moléculas não polares em solventes não polares. No entanto, uma vez que essas forças são mais fracas do que as forças dipolares polares, se as moléculas não polares forem dissolvidas em solventes polares, elas não se misturam. Em vez disso, um sistema heterogêneo será formado. O processo de dissolução não é energeticamente favorecido neste caso.

Em comparação com as moléculas polares da mesma massa molecular, as moléculas apolares têm pontos de fusão e de ebulição mais baixos devido à falta de forças intermoleculares fortes. Além disso, como as moléculas podem ser facilmente evaporadas, os compostos não polares apresentam altas pressões de vapor. Portanto, a maioria das moléculas apolares formam compostos voláteis.

Ex: - Pentano, Hexano

Diferença entre moléculas polares e não polares

Dipolo líquido

Moléculas polares: O dipolo líquido está presente devido a diferenças de eletronegatividade dos átomos participantes ou arranjo assimétrico da molécula.

Moléculas não polares: O dipolo líquido não está presente porque átomos com eletronegatividade semelhante estão envolvidos ou devido ao arranjo simétrico.

Diferença de eletronegatividade

Moléculas polares: A diferença de eletronegatividade entre os átomos é <0,4.

Moléculas não polares: A diferença de eletronegatividade entre os átomos é> 0,4.

Forças Moleculares

Moléculas polares: As forças moleculares são bastante fortes e formam ligações H ou ligações dipolo-dipolo.

Moléculas não polares: As forças moleculares são as mais fracas disponíveis; forma as forças dispersas de Londres.

Propriedades físicas

Moléculas polares: As moléculas polares têm um alto ponto de ebulição, ponto de fusão, baixa pressão de vapor e alta tensão superficial.

Moléculas não polares: As moléculas não polares têm baixo ponto de ebulição, ponto de fusão, alta pressão de vapor e baixa tensão superficial.

Exemplos

Moléculas polares: Os exemplos incluem Água, HF e CHF_3.

Moléculas não polares: Os exemplos incluem pentano, hexano e dióxido de carbono.

Referência:

“Molécula - Formação.” Atoms, Molecules, Substances, and Kinds - JRank Articles. N.p., n.d. Rede. 02 de fevereiro de 2017. “Soluções de Tratamento de Água.” LENNTECH. N.p., n.d. Rede. 02 de fevereiro de 2017. “Polar vs Non-Polar Molecules: What you Need to Know.” Udemy Blog. N.p., n.d. Rede. 02 de fevereiro de 2017. “Quais são as propriedades das moléculas apolares? | Socrático." Socratic.org. N.p., n.d. Rede. 02 de fevereiro de 2017. “London Dispersion Forces.” Forças de dispersão de Londres. N.p., n.d. Rede. 02 de fevereiro de 2017. “Non-Polar dissolve Non-polar?” Fóruns de Química. N.p., n.d. Rede. 02 de fevereiro de 2017. Imagem Cortesia: “Figura 02 01 11” Por CNX OpenStax (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia