In chimica, la polarità si riferisce al modo in cui gli atomi si legano l'uno con l'altro. Quando gli atomi si uniscono nel legame chimico, condividono gli elettroni. Una molecola polare sorge quando uno degli atomi esercita una forza attrattiva più forte sugli elettroni nel legame. Gli elettroni vengono attratti più verso quell'atomo, in modo che la molecola mostri un leggero squilibrio di carica.

Il posto degli elettroni in un legame

In un atomo neutro, gli elettroni orbitano il nucleo dell'atomo in un nube. Quando gli atomi si legano, condividono questi elettroni. In questo caso, le nuvole di densità elettronica si intersecano tra loro. Questo è più pronunciato in un legame covalente, in cui gli elettroni sono condivisi equamente. Quando una molecola è polare, tuttavia, gli elettroni tendono verso uno degli atomi del legame. L'esatta immagine delle nubi di densità elettronica per questi legami può differire a seconda degli atomi coinvolti.

Determinazione della polarità

La polarità di un legame è determinata da un concetto periodico chiamato elettronegatività. L'elettronegatività è un'espressione della tendenza di un atomo ad attrarre elettroni in un legame chimico. Per determinare la polarità di un legame, devi trovare la differenza negli elettronegativi degli atomi coinvolti. Se la differenza è compresa tra 0,4 e 1,7, il legame sarà polare. Se la differenza è maggiore, il legame avrà un carattere ionico. Ciò significa che gli elettroni saranno prelevati dall'elemento meno elettronegativo e passeranno tutto il loro tempo in orbita attorno all'elemento più elettronegativo. Se la differenza di elettronegatività è inferiore a 0.4, il legame sarà covalente non polare. Ciò significa che gli elettroni saranno condivisi equamente tra gli atomi e il legame non avrà un carattere polare.

Il momento dipolo

In un legame polare, la differenza risultante nelle cariche parziali di ogni atomo è chiamato un momento di dipolo. La carica parziale negativa si trova all'elemento più elettronegativo. La carica parziale positiva si trova all'elemento meno elettronegativo. I momenti di dipolo nei singoli legami che costituiscono una molecola possono dare all'intera molecola un corrispondente momento di dipolo netto. Mentre la molecola si dice che sia elettricamente neutrale, ha ancora alcune proprietà attrattive e repulsive a causa del suo momento di dipolo. Questo può portare ad alcune proprietà molecolari uniche. Per esempio, il momento di dipolo molecolare della molecola d'acqua porta alla tensione superficiale caratteristica dell'acqua.

Polar Bonds and Polar Molecules

In alcuni casi, i singoli legami di una molecola sono di natura polare ma il la molecola stessa non lo è. Ciò si verifica quando le cariche parziali si annullano a vicenda a causa della forza uguale e dell'opposto orientamento fisico. Ad esempio, la molecola di anidride carbonica è costituita da due legami carbonio-ossigeno. L'elettronegatività dell'ossigeno è 3,5 e l'elettronegatività del carbonio è 2,5. Hanno una differenza di uno, il che significa che ogni legame carbonio-ossigeno è polare. Tuttavia, nella molecola di anidride carbonica, gli atomi sono orientati linearmente con il carbonio nel mezzo. Le cariche parziali dei due atomi di ossigeno si annullano, producendo una molecola non polare.