T8) Descrivere come dedurre la polarità delle molecole dalla

T8) Descrivere come dedurre la polarità delle molecole dalla geometria molecolare Le molecole possiedono geometrie spaziali ben definite, caratterizzate da angoli di legame e distanze. Le strutture di Lewis non danno alcuna indicazione in merito (indicano solo come gli atomi siano connessi fra di loro da legami), pertanto è stata introdotta la teoria VSEPR, acronimo di valence shell electron pair repulsion. Secondo questa teoria, la geometria della molecola è determinata dalla repulsione che si verifica tra gruppi di elettroni di valenza. Una molecola assume geometrie differenti in base al numero totale di gruppi elettronici, gruppi di legame e doppietti solitari. La geometria molecolare è tridimensionale, quindi la rappresentazione bidimensionale è piuttosto complessa: i chimici hanno quindi introdotto determinate notazioni per i legami, linee rette, tratteggiate e a cuneo. Gruppi Gruppi elettronici di legame Coppie Angolo tra Geometria solitari gruppi molecolare e elettronici Esempio 2 0 2 180° Lineare 3 3 0 120° Trigonale planare 4 4 0 109,5° Tetraedrica 4 3 1 109,5° Trigonale piramidale 4 2 2 109,5° angolare Alcuni legami consistono di una coppia elettronica, ovvero due elettroni condivisi da due diversi atomi. Spesso accade che gli atomi non condividano equamente la coppia di elettroni: questo fenomeno è detto elettronegatività, ovvero la capacità di un elemento di attrarre elettroni all’interno di un legame covalente. L’elettronegatività di un elemento può essere facilmente dedotta dalla tavola periodica: infatti l’elettronegatività cresce lungo il periodo e diminuisce lungo i gruppi. L’atomo con maggiore elettronegatività assume parzialmente una carica negativa (δ-­‐) e l’atomo con minore carica elettronegativa assume carica positiva (δ+). Il risultato di questo fenomeno è detto momento di dipolo: i legami covalenti che presentano un momento di dipolo sono detti polari. Se tra i due atomi coinvolti nel legame esiste una notevole differenza di elettronegatività superiore a 1,9 (come accade tra un metallo e un non metallo) l’elettrone viene trasferito e si assiste alla formazione di un legame ionico; se al contrario 1: il cloroformio risulta polare per la diversa polarità dei legami C-­‐CH e C-­‐Cl. la differenza di elettronegatività è minima 2: nella struttura tertraedrica del tetracloruro di carbonio i dipoli si annullano. (come nel caso di due non metalli), allora il legame è detto covalente polare. In una molecola biatomica è relativamente semplice distinguere se essa è o meno polare poiché, se contiene un legame polare significa che l’ intera molecola è polare, ma in molecole contenenti più di due atomi è necessario determinare se la molecola contiene legami polari (se non sono presenti legami polari la molecola non è polare) e se essi si sommano per formare un dipolo netto. Nel caso in cui si verifichino entrambe le condizioni, è indispensabile determinare la geometria della molecola attraverso la teoria VSEPR: se la molecola è simmetrica e se le forze si annullano, la molecola risulta apolare poiché non si forma nessun momento di dipolo. Se invece la molecola è asimmetrica e le forze non si annullano, allora la molecola è polare. È fondamentale stabilire se una molecola è polare o meno poiché le molecole polari interagiscono fortemente con altre molecole polari a causa dell’attrazione della carica positiva di una con la carica negativa dell’atra. In un miscuglio di molecole polari e apolari, la reciproca attrazione tra molecole polari esclude quelle apolari, come accade nel caso di un miscuglio di acqua e olio.