Di David Ward Aggiornato il 24 marzo 2022
Un chimico può spesso prevedere se una molecola è polare considerando l'elettronegatività dei suoi atomi costituenti. Tuttavia, una determinazione precisa del momento di dipolo di una molecola richiede una descrizione accurata della sua geometria e l’applicazione dell’addizione vettoriale. In questo metodo, ciascun legame è rappresentato da un vettore la cui grandezza riflette la differenza di elettronegatività e la cui direzione segue l'orientamento del legame all'interno della forma tridimensionale.
Disegna la molecola in una struttura di Lewis standard, inclusi tutti gli atomi e le coppie solitarie. Questa rappresentazione visiva è la base per l'analisi successiva.
Determinare la geometria molecolare. Le forme comuni includono:
Assegnare valori di elettronegatività (scala Pauling) a ciascun atomo. La grandezza di ciascun vettore sarà proporzionale alla differenza di elettronegatività tra gli atomi legati. Ad esempio, un legame C–O (2,5 unità Pauling) genererebbe un vettore più lungo di un legame C–H (1,0 unità Pauling).
Disegna un vettore per ciascun legame, con la lunghezza determinata dalla differenza di elettronegatività e la direzione determinata dall'orientamento del legame nella forma molecolare. Assicurati che i vettori siano posizionati in modo che la loro coda punti verso la coppia di elettroni condivisa.
Eseguire l'addizione dei vettori allineando i vettori un'estremità all'altra. Il vettore risultante, misurato dall’origine all’estremità libera, rappresenta il momento di dipolo della molecola. Una risultante diversa da zero indica polarità; la sua grandezza corrisponde alla forza del dipolo e la sua direzione punta verso il lato più elettronegativo.
Le molecole comuni hanno spesso momenti di dipolo pubblicati. Quando stimi la polarità, cerca atomi altamente elettronegativi come ossigeno o fluoro su un lato della struttura. La loro presenza su un lato crea tipicamente un dipolo netto in quella direzione.
Il calcolo dei momenti di dipolo diventa sempre più complesso per le molecole più grandi e viene solitamente eseguito con software di chimica computazionale. Il metodo vettoriale qui descritto è più adatto per molecole piccole e semplici.
