Appunti - lezione 3 - molecole polari ed apolari - chimica elettroanalitica PDF

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Appunti - lezione 3 - molecole polari ed apolari - chimica elettroanalitica...

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M OLECOLE POLARI ED APOLARI

Dipolo e momento dipolare Il dipolo è un sistema costituito da due cariche elettriche (q) puntiformi uguali e di segno opposto, poste ad una distanza (d) relativamente piccola tra loro. Quando in un legame covalente di una molecola si verifica un addensamento di carica negativa su un atomo (δ-) e una conseguente rarefazione di essa (δ+) sull’altro si crea un dipolo.

diretto dalla carica positiva alla negativa e con

Il momento dipolare è definito come un vettore modulo  = q · d. δ+ δ-

 = |δ| · d

[C·m] o Debye (D) 1 D = 3,336·10 -30 C·m

d

Il fatto che una molecola sia globalmente polare dipende, oltre che dalla presenza di legami covalenti polari (dovuti alla differente elettronegatività degli atomi che danno il legame) anche dalla geometria molecolare. Molecole dotate di momento dipolare risultante non nullo sono molecole polari, mentre, molecole dotate di momento dipolare risultante nullo sono molecole apolari. Caso 1): Molecole biatomiche a) F2 Una molecola di F2 ha momento dipolare nullo in quanto costituita da due atomi identici che attirano su di sé con la stessa forza gli elettroni di legame. La molecola del fluoro è apolare.

F

m= 0

F

b) HCl Una molecola quale HCl ha momento dipolare non nullo, infatti, se consideriamo le 2,1

3,0

(E = 3,0 – 2,1 = 0,9) deduciamo che elettronegatività dei due atomi che si legano l’atomo di cloro attrarrà più dell’idrogeno gli elettroni di legame quindi si può pensare che gli elettroni di legame trascorreranno più tempo vicino al cloro che all’idrogeno e ciò significa che sul cloro ci sarà una parziale carica negativa (δ-) e sull’idrogeno una parziale carica positiva (δ+). La molecola HCl è polare. δ+

H

m> 0

δ-

Cl

δ+

δ-

-

+

Caso 2): Molecole poliatomiche

a) CO2 (geometria lineare da VSEPR) α=180°

O

C

O

δ3,5

δ+ 2,5

δ3,5

δ+

δ-

δ-

m= 0

Dalle differenze di elettronegatività fra gli atomi di C e O si deduce la formazione di legami covalenti polari. I legami polari si possono rappresentare come vettori e sommare con le consuete regole della somma fra vettori. Essendo il vettore momento di dipolo risultante nullo, la molecola risulta essere apolare.

b) H2O (geometria piegata o angolare da VSEPR) 2,1

H

δ+

3,5

δ-

-

O δ-

2,1

H

+

δ+

δ+

Dalle differenze di elettronegatività fra gli atomi di H e O si deduce la formazione di due legami covalenti polari che vista la geometria angolare originano una molecola globalmente polare (somma dei vettori momento di dipolo con la regola del parallelogramma). Risulta di interessante sottolineare come un’eventuale geometria lineare (α = 180°) renderebbe l’acqua apolare. α=180°

H

δ+

O δ-

H

δ+

δ-

δ+

R=0

δ+...