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Quali interazioni si formano fra le molecole polari?

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Definite come le unità più piccole di una sostanza, le molecole sono agglomerati di atomi con caratteristiche chimiche ben definite.

Si distinguono in polari e apolari. 

In questo articolo cercheremo di capire qual è la differenza tra queste due macro-categorie e ci soffermeremo in particolare sulle molecole polari rispondendo ad alcune delle domande più frequenti che attirano curiosità su questo interessante topic come per esempio, quali interazioni si formano fra le molecole polari?

Come si attraggono le molecole polari?

Volendo dare una definizione chimica delle molecole, diremo che esse sono agglomerati stabili di atomi unite tra loro da legami chimici covalenti. 

Pure se esistono molecole formate da due, tre, dieci e centinaia di atomi, esse sono elettricamente neutre nel senso che le cariche positive e quelle negative si compensano dato che le une sono esattamente uguali alle altre.

Le molecole sono unite tra loro da alcune forze, come la forza di attrazione dipolo-dipolo che riguarda le molecole polari e le forze di dispersione di London che riguardano invece le molecole apolari. 

Ma come si attraggono le molecole polari? 

Un ruolo importante è giocato dalle cosiddette forze di Keesom note anche con il nome di interazione dipolo-dipolo. Si tratta di forze attrattive che sussistono quando il polo positivo di una molecola si allinea a quello negativo di una molecola vicina.  

Dunque, l’attrazione tra le molecole polari avviene quando polo negativo e positivo di due o più molecole si attraggono a vicenda. 

Per distruggere questo tipo di interazione è necessaria una grande quantità di energia. 

Che tipo di legame è HCI?

HCl è la formula chimica per indicare l’acido cloridrico, un composto formato cioè da cloro e da un atomo di idrogeno appartenente al gruppo degli idracidi.

Si tratta di un gas dall’odore pungente, incolore, che si scioglie facilmente nell’acqua, nell’alcool ma anche in altri composti organici. 

L’acido cloridrico reagisce con i metalli, con gli idrossidi metallici e con gli ossidi ma anche con gli idrocarburi non saturi e insaturi.

Può essere considerato come un veleno molto potente e letale per le piante, gli animali e l’uomo. Volendo entrare più nel dettaglio, possiamo dire che si tratta di un legame covalente polare presente nella molecola del cloruro di idrogeno che è solubile in acqua e pertanto si ionizza completamente.

Le soluzioni composte da HCl presentano un ph molto acido.

Perché, dunque, ti starai chiedendo, la molecola HCl è polare?

La risposta è molto semplice: perché la differenza di elettronegatività tra questi due atomi che compongono la molecola è pari a 0,9 e pertanto si può classificare come un legame covalente polare dove Cl è maggiormente elettronegativo di H.

Quando un legame è dipolo-dipolo?

Per rispondere a questa domanda dobbiamo partire da una precisazione importante.

Esistono le molecole dipolari che sono quelle formate da due poli, uno positivo e uno negativo che creano attorno a sé alcuni campi elettrici che permettono di far sentire l’attrazione ad altre molecole polari vicine.

Si realizza in questo modo un’attrazione definita elettrostatica tra i poli opposti di due molecole.

Ebbene, questa interazione è chiamata interazione di Keesom o dipolo-dipolo. 

La caratteristica delle molecole dipolari è quella di essere in grado di disporre i loro poli di carica opposta, l’uno di fronte all’altro, realizzando dunque una configurazione stabile che riduce al minimo l’energia potenziale del sistema.

Queste interazioni dipolo-dipolo non funzionano bene nello stato gassoso nel quale sono praticamente trascurabili per via delle distanze intermolecolari. Attenzione però!

Quando si abbassa la temperatura o aumenta la pressione, queste distanze intermolecolari diminuiscono e di conseguenza le interazioni dipolo-dipolo aumentano. 

Un esempio di interazione dipolo-dipolo è il legame a idrogeno.

Come si formano le Forze di Van Der Waals?

Interazioni molto deboli che riguardano sia le molecole polari che quelle non polari, sono conosciute con il nome di forze di Van Der Waals, dal chimico olandese al quale è stata riconosciuta la paternità di questo interessante studio. 

Le forze di Van Der Waals hanno un’energia compresa tra 0,1 e 10 KJ Mol e quindi molto inferiore rispetto a quella di un legame ionico o covalente. 

La loro intensità diminuisce all’aumentare della distanza. 

Devi sapere che le forze di Van Der Waals possono essere distinte in tre categorie:

  • Interazione dipolo-dipolo 
  • Interazione dipolo permanente-dipolo indotto 
  • Interazione dipolo istantaneo-dipolo indotto (note anche come forze di London) 

Ma come si formano le forze di Van Der Waals? 

Queste interazioni non covalenti sono da ricercarsi nell’interazione elettrostatica tra i nuclei degli atomi coinvolti e nubi elettroniche.

Molecole polari e non polari: chimica del corso intensivo

Domande correlate

Come si formano le Forze di London?

Note anche con il nome di dipolo istantaneo-dipolo indotto, le forze di London sono forze attrattive tra molecole non polari, generate grazie al movimento attorno al nucleo degli elettroni.  

Per capire bene questo concetto devi sapere che la nuvola elettronica può distribuirsi in maniera asimmetrica rispetto al nucleo addensandosi solo da un lato.

Sì viene a formare così un dipolo istantaneo che crea un campo elettrico che a sua volta genera un dipolo indotto nelle molecole circostanti. 

Tra il dipolo indotto e il dipolo istantaneo nasce una forza attrattiva che viene chiamata forza di London.

Proprio per mezzo di questo tipo di interazione, alcune molecole apolari possono sopravvivere allo stato condensato.

Ti diamo un’altra importante informazione: l’intensità delle forze di London aumenta con l’aumentare della massa molecolare delle molecole.

Quante sono le forze di Van Der Waals?

Esistono tre tipologie di forze di Van Der Waals:

  • Interazioni dipolo-dipolo 
  • Interazioni dipolo permanente- dipolo indotto 
  • Interazioni dipolo istantaneo- dipolo indotto

Per quanto riguarda le interazioni dipolo-dipolo, dobbiamo menzionare le molecole dipolari che sono quelle formate da un polo positivo e da uno negativo capaci di creare attorno a sé alcuni campi elettrici che generano attrazione su altre molecole polari vicine.

Note anche con il nome di interazione di Keesom, creano un attrazione elettrostatica tra i poli opposti di due molecole.

Invece, le interazioni dipolo permanente-dipolo indotto si creano tra molecole non polari e molecole polari.

Infine, con riferimento alle interazioni dipolo istantaneo- dipolo indotto, noto anche con il nome di forze di London, facciamo riferimento a delle forze attrattive tra molecole apolari.

Come si fa a vedere se c’è un momento di dipolo?

Per calcolare il momento di dipolo è necessario tenere in considerazione questa formula p=q , dove q indica la carica totale da moltiplicarsi per d che è il vettore di spostamento.

In altre parole, il momento dipolare altro non è che la somma vettoriale dei momenti di legame presenti. 

Che tipo di legame è CO2?

Nota anche come anidride carbonica o biossido di carbonio, la CO2 è un gas inodore, incolore e presente limitatamente nell’atmosfera. 

Parte fondamentale dei cosiddetti cicli biogeochimici naturali, deriva dall’ossidazione delle molecole carboniose così chiamate perché presenti attorno all’atomo di carbonio. 

Nella CO2, i due atomi di ossigeno sono legati a quello di carbonio proprio per mezzo di un doppio legame covalente.

Che tipo di legame è H2S?

H2S è la formula chimica per indicare l’acido solfidrico.

Si tratta di un idracido debole, di un gas incolore che si contraddistingue per un odore molto pungente.  

È caratterizzato da un doppio legame covalente e polarizzato: lo zolfo è più elettronegativo dell’idrogeno e il legame sarà polare con una densità di elettroni più alta sull’atomo di zolfo.

Che legame è CH4?

CH4 è la formula chimica per indicare il metano.

Si tratta di  una molecola formata da quattro legami covalenti che si dispongono in modo tale da formare un tetraedro.

Stiamo parlando di una molecola apolare solubile in molecole apolari come l’esano.

Come neutralizzare l’acido cloridrico?

È possibile neutralizzare l’acido cloridrico attraverso la reazione stechiometrica con idrossido di sodio da eseguirsi in un solvente acquoso. 

In questo caso, si andrà a neutralizzare un acido debole con una base forte e si otterrà una soluzione contenente una base forte dell’acido iniziale che si presenterà sotto forma di sale disciolto con un ph di soluzione che sarà neutralizzato e quindi basico.

Come si capisce se un composto è polare o apolare?

Capire se un composto è polare o apolare è molto semplice, ti basterà sapere che se in una molecola non vi sono legami polari e quindi la differenza di elettronegatività tra i due atomi è nulla o minore di 0,4 allora stiamo parlando di un composto polare. 

Se invece la differenza di elettronegatività tra gli atomi è maggiore di 0,4 il legame si può definire polare.

Come si fa a capire se una molecola è polare?

Per capire se una molecola è polare devi:

  • Scrivere la struttura di Lewis
  • Stabilire se un legame è polare o apolare in base alla differenza di elettronegatività tra gli atomi 
  • Determinare la cosiddetta geometria molecolare indicando i legami polari con le frecce che puntano all’elemento più elettronegativo.

Riconoscere una molecola polare è comunque abbastanza semplice: bisogna sommare vettorialmente i momenti di dipolo dei legami covalenti polari verificando che il momento risultante sia non nullo.

Quali sono le molecole polari? 

In chimica le molecole si definiscono polari quando sono caratterizzate dal cosiddetto momento dipolare non nullo. Sono per esempio molecole polari l’acqua (H2O), l’ammoniaca, l’anidride solforosa, l’acido solfidrico e l’etanolo. 

A cosa è dovuta l’emissione di CO2?

L’ottanta per cento delle emissioni di gas CO2 derivano dall’uso di energia, il restante 8,72% dall’agricoltura, il 7,82 % dai processi industriali e il 2,75% dai rifiuti. 

La CO2 deriva dalla combustione di un composto organico che si ossida in presenza di una determinata quantità di ossigeno ma si può ottenere anche attraverso la combinazione di un carbonato o bicarbonato con un acido.

Cosa formano l’acqua e l’anidride carbonica insieme? 

L’anidride carbonica unita all’acqua forma l’acido carbonico che è solubile. 

L’acido carbonico è un regolatore del ph e permette il passaggio facilitato dell’ossigeno ai tessuti.

Quale di queste molecole pur contenendo legami covalenti polari è una molecola apolare?

La risposta a questa domanda è sicuramente il diossido di carbonio.

Questa molecola è composta da due atomi di ossigeno che si legano all’atomo di idrogeno attraverso un doppio legame covalente.

Ma attenzione! 

Il cosiddetto angolo di legame neutralizza i momenti dipolari di ciascun doppio legame e pertanto la molecola risulterà apolare.

Come si fa a capire se un legame è Ionico?

Un legame si definisce ionico, in chimica, quando gli atomi hanno una bassa energia di ionizzazione e un’alta affinità elettronica.

Si parla di legame ionico quando la differenza di elettronegatività è uguale o superiore a 1,67.

Come si forma il dipolo?

In fisica molecolare, il dipolo si forma quando in una molecola è presente un dipolo elettrico con una carica elettrica uniforme.

Più semplicemente, un dipolo si viene a formare quando cariche di segno opposto ma di uguale intensità sono collocate le une dalle altre a una certa distanza e la loro somma vettoriale forma il dipolo associato a quella specifica molecola.

Come si fa a capire se un legame è Ionico o no?

Se gli atomi presentano una alta affinità elettronica e una bassa energia di ionizzazione, allora sono caratterizzati da un legame ionico. 

Un legame ionico è facilmente riconoscibile: se la differenza di elettronegatività è maggiore di 1,9 allora saremo in presenza di un legame ionico.

Che tipo di proprietà molecolare determina l’entità delle forze di dispersione di London?

Le forze di London note anche come forze dipolo-dipolo, sono delle interazioni elettrostatiche che dipendono dall’attrazione tra molecole apolari che creano, per via di uno sbilanciamento nella distribuzione degli elettroni, dei dipoli temporanei.

Quali sono le forze di dispersione?

Le forze di dispersione note anche come forze di London, sono quelle che dipendono da multipoli istantanei e che derivano da alcuni effetti quantistici.

Generati da una correlazione elettronica, dipendono dalle interazioni tra gli elettroni di due sistemi che interagiscono tra di loro.

Quale tipo di forze esiste nel Tetraclorometano?

Il Tetraclorometano è una molecola polare e presenta forze intermolecolari che generalmente sono le forze di London. 

Fonti: