MOLEKUL APOLAR: CIRI, PENGENALAN DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The molekul apolar adalah mereka yang hadir dalam struktur mereka taburan simetri elektron mereka. Ini mungkin berlaku jika perbezaan elektronegativiti atomnya kecil, atau jika atom atau kumpulan elektronegatif membatalkan kesannya terhadap molekul secara vektor.

Tidak selalu "apolarity" adalah mutlak. Atas sebab ini, molekul dengan kekutuban rendah kadang-kadang dianggap bukan polar; iaitu, ia mempunyai momen dipol µ mendekati 0. Di sini kita memasuki bidang relatif: seberapa rendah mesti µ agar molekul atau sebatian dianggap tidak polar?

Molekul bukan polar BF3. Sumber: Benjah-bmm27 melalui Wikimedia Commons.

Untuk mengatasi masalah ini dengan lebih baik, terdapat molekul boron trifluorida, BF ₃ (gambar atas).

Atom fluorin jauh lebih elektronegatif daripada atom boron, dan oleh itu ikatan BF adalah kutub. Walau bagaimanapun, molekul BF ₃ adalah simetrik (satah trigonal) dan memerlukan pembatalan vektor ketiga-tiga momen BF.

Oleh itu, molekul apolar juga dihasilkan, walaupun dengan adanya ikatan polar. Polaritas yang dihasilkan dapat diimbangi dengan adanya pautan kutub yang lain, dengan magnitud yang sama dengan yang sebelumnya, tetapi berorientasi pada arah yang bertentangan; seperti yang berlaku di BF ₃ .

Ciri-ciri molekul apolar

Simetri

Untuk kesan ikatan kutub saling membatalkan, molekul mesti mempunyai struktur geometri tertentu; contohnya, linear, yang paling mudah difahami pada pandangan pertama.

Ini adalah kes karbon dioksida (CO ₂ ), yang mempunyai dua ikatan kutub (O = C = O). Ini disebabkan oleh fakta bahawa dua momen dipol ikatan C = O terbatal ketika satu berorientasi ke satu sisi, dan yang kedua ke arah yang lain, pada sudut 180 °.

Oleh itu, salah satu ciri pertama yang perlu dipertimbangkan semasa menilai "apolariti" molekul dari pandangan mata burung adalah dengan memerhatikan seberapa simetri itu.

Anggaplah sebagai ganti CO ₂ kita mempunyai molekul COS (O = C = S), yang disebut karbonil sulfida.

Sekarang ia bukan lagi molekul apolar, kerana elektronegativiti sulfur kurang daripada oksigen; dan oleh itu, momen dipol C = S berbeza dengan momen C = O. Akibatnya, COS adalah molekul polar (bagaimana polar adalah perkara lain).

Gambar di bawah secara ringkas merangkum semua yang baru dinyatakan:

Momen dipol molekul CO2 dan COS. Sumber: Gabriel Bolívar.

Perhatikan bahawa momen dipol ikatan C = S kurang daripada ikatan C = O dalam molekul COS.

Elektronegativiti

Elektronegativiti pada skala Pauling mempunyai nilai antara 0,65 (untuk francium), dan 4,0 (untuk fluorin). Secara amnya, halogen mempunyai elektronegativiti yang tinggi.

Apabila perbezaan elektronegativiti unsur-unsur yang membentuk ikatan kovalen kurang dari atau sama dengan 0.4, ia dikatakan nonpolar atau nonpolar. Walau bagaimanapun, satu-satunya molekul yang benar-benar apolar adalah molekul yang terbentuk oleh ikatan antara atom yang serupa (seperti hidrogen, HH).

Daya antara molekul

Agar suatu bahan larut dalam air, ia mesti berinteraksi secara elektrostatik dengan molekul; interaksi yang tidak dapat dilakukan oleh molekul apolar.

Dalam molekul apolar, cas elektriknya tidak terbatas pada satu hujung molekul, tetapi diedarkan secara simetri (atau homogen). Oleh itu, ia tidak dapat berinteraksi melalui daya dipol-dipol.

Sebaliknya, molekul apolar saling berinteraksi melalui kekuatan hamburan London; Ini adalah dipol seketika yang mempolarisasi awan elektronik atom molekul jiran. Di sini jisim molekul adalah faktor utama dalam sifat fizikal molekul ini.

Bagaimana mengenal pasti mereka?

-Mungkin salah satu kaedah terbaik untuk mengenal pasti molekul apolar adalah kelarutannya dalam pelarut polar yang berbeza, pada amnya tidak terlalu larut di dalamnya.

-Secara umum, molekul apolar bersifat gas. Mereka juga dapat membentuk cairan yang tidak dapat dicampur dengan air.

-Peralatan pepejal dicirikan dengan lembut.

- Kekuatan penyebaran yang menyatukannya secara amnya lemah. Oleh kerana itu, titik lebur atau didihnya cenderung lebih rendah daripada sebatian yang bersifat polar.

Molekul apolar, terutamanya dalam bentuk cecair, merupakan pengalir elektrik yang lemah, kerana ia tidak mempunyai cas elektrik bersih.

Contoh

Gas mulia

Walaupun bukan molekul, gas mulia dianggap apolar. Sekiranya diasumsikan bahawa dua atomnya, He-He, berinteraksi untuk jangka waktu yang pendek, interaksi tersebut dapat dianggap (setengah) sebagai molekul; molekul yang bersifat apolar.

Molekul diatom

Molekul diatomik, seperti H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ , dan F ₂ , adalah apolar. Ini mempunyai formula umum A ₂ , AA.

Hidrokarbon

Bagaimana jika A adalah sekumpulan atom? Ia akan berlaku sebelum sebatian apolar yang lain; sebagai contoh, etana, CH ₃ -CH ₃ , yang rangka karbonnya linear, CC.

Metana, CH ₄ , dan etana, C ₂ H ₆ , adalah molekul apolar. Karbon mempunyai elektronegativiti 2.55; manakala elektronegativiti hidrogen ialah 2.2. Oleh itu, terdapat vektor dipol intensiti rendah, berorientasikan dari hidrogen ke arah karbon.

Tetapi, kerana simetri geometri molekul metana dan etana, jumlah vektor dipol atau momen dipol dalam molekulnya adalah sifar, jadi tidak ada cas bersih pada molekul.

Secara amnya, perkara yang sama berlaku pada semua hidrokarbon, dan walaupun terdapat unsur tak jenuh di dalamnya (ikatan dua dan tiga), ia dianggap sebatian polaritas rendah atau polariti rendah. Juga, hidrokarbon siklik adalah molekul apolar, seperti sikloheksana atau siklobutana.

Yang lain

Molekul karbon dioksida (CO ₂ ) dan karbon disulfida (CS ₂ ) adalah molekul apolar, keduanya dengan geometri linier.

Dalam karbon disulfida, elektronegativiti karbon adalah 2.55, sementara elektronegativiti sulfur adalah 2.58; jadi kedua-dua elemen tersebut mempunyai elektronegativiti yang hampir sama. Tidak ada generasi vektor dipol dan oleh itu cas bersih adalah sifar.

Begitu juga, terdapat molekul berikut CCl ₄ dan AlBr ₃ , kedua-duanya apolar:

Molekul CCl4 dan AlBr3. Sumber: Gabriel Bolívar.

Dalam aluminium tribromide, AlBr ₃ berlaku sama seperti BF ₃ , pada awal artikel. Sementara itu, untuk karbon tetraklorida, CCl ₄ , geometri adalah tetrahedral dan simetri, kerana semua ikatan C-Cl adalah sama.

Begitu juga, molekul dengan formula umum CX ₄ (CF ₄ , CI ₄ dan CBr ₄ ), juga nonpolar.

Dan akhirnya, molekul apolar bahkan boleh mempunyai geometri oktahedral, seperti halnya sulfur hexafluoride, SF ₆ . Sebenarnya, ia boleh mempunyai geometri atau struktur apa pun, asalkan simetris dan pengedaran elektroniknya homogen.

Rujukan

1. Carey FA (2008). Kimia organik. Asid karboksilik. (Edisi keenam). Bukit Mc Graw.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Kekutuban molekul. Dipulihkan dari: corinto.pucp.edu.pe
3. Pandangan Tutor. (2018). Molekul bukan polar. Dipulihkan dari: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28 Januari 2019). Contoh Molekul Polar dan Nonpolar. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Kurtus R. (19 September 2016). Molekul polar dan bukan polar. Sekolah untuk Juara. Dipulihkan dari: school-for-cholved.com
6. Ganong W. (2004). Fisiologi Perubatan. Isu ^ke- 19 . Penyuntingan Manual Moden.