Activa JavaScript para disfrutar de los vídeos de la Mediateca.
Polaridad de moléculas covalentes - Contenido educativo
Ajuste de pantallaEl ajuste de pantalla se aprecia al ver el vídeo en pantalla completa. Elige la presentación que más te guste:
a determinar la polaridad de moléculas covalentes. Como vimos en clase, siempre que tenemos un
00:00:00
enlace covalente entre átomos diferentes, la molécula es polar. ¿Por qué? Pues porque
00:00:10
si los átomos son distintos, siempre tengo uno que es más electronegativo. Por ejemplo,
00:00:16
aquí tengo representada la molécula de fluoruro de hidrógeno y aquí tenemos los dos electrones
00:00:22
del enlace. Esos dos electrones están más próximos al flúor que al hidrógeno. Eso
00:00:27
hace que en esta molécula haya una separación parcial de cargas, el flúor tenga más carga
00:00:34
negativa que el hidrógeno. El par electrónico está más próximo al átomo más electronegativo
00:00:40
y hay una separación de cargas en la molécula. ¿Cómo se mide la polaridad de un enlace?
00:00:47
Se mide mediante una magnitud que se denomina momento dipolar.
00:00:52
Se designa con la letra griega mu.
00:00:56
Es un vector que lleva la dirección del enlace y el sentido va hacia el átomo más electronegativo.
00:00:58
Por tanto, aquí llevaría esta dirección, la dirección del enlace, y sentido hacia el flúor.
00:01:05
¿Cómo se calcula matemáticamente?
00:01:13
Bueno, pues el vector momento dipolar se calcula multiplicando la fracción de carga que se ha separado por la distancia que se ha separado esa carga.
00:01:15
Entonces, bueno, las unidades del vector momento dipolar son coulombios por metro.
00:01:28
Esa unidad se suele denominar de Bay, pero no vamos a hacer cálculos numéricos de vectores momentos dipolares,
00:01:34
pero simplemente sí que tenemos que saber cuál es la polaridad de cada enlace y a dónde va dirigido y con qué sentido tiene el vector momento dipolar.
00:01:42
Si tengo sólo un enlace, está claro, la molécula es polar y el vector momento dipolar está dirigido hacia el átomo más electronegativo.
00:01:52
Pero esto no es lo más habitual.
00:02:01
¿Qué es lo que ocurre en una molécula covalente?
00:02:04
Pues que normalmente tenemos más de un enlace.
00:02:06
Por ejemplo, visualizar la molécula de agua. En la molécula de agua tengo dos enlaces, hidrógeno-oxígeno. Cada enlace tendrá su polaridad. Entonces, ¿cómo determinamos la polaridad de la molécula? Pues muy sencillo.
00:02:08
Para determinar la polaridad de la molécula tenemos que sumar vectorialmente los vectores momentos dipolares de cada enlace. Si la suma vectorial nos da cero, la molécula es apolar.
00:02:22
Si la suma vectorial es distinta de cero, quiere decir que hay un vector momento dipolar resultante, por tanto la molécula es polar.
00:02:33
Hay una cuestión muy importante. Hemos dicho que el vector momento dipolar lleva la dirección del enlace.
00:02:42
Entonces, claro, tenemos que dibujarlo sobre la geometría real de la molécula, la geometría que determinamos después de ver el número de pares estructurales que rodean al átomo central.
00:02:49
Vamos a ver diferentes ejemplos
00:03:01
Empezamos con moléculas lineales
00:03:04
Vamos a analizar, por ejemplo, la molécula de CO2 y la molécula de ácido cianhídrico
00:03:07
Las dos las hemos visto ya
00:03:11
Molecula de CO2, al carbono le rodean dos pares estructurales
00:03:12
Son dos pares enlazantes que son dos dobles enlaces
00:03:17
Bueno, pues como son dos pares estructurales
00:03:22
la geometría va a ser lineal por la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de Valencia
00:03:25
y la hibridación del carbono va a ser sp.
00:03:31
Bueno, teniendo en cuenta que esta geometría está bien dibujada porque la geometría es lineal,
00:03:35
dibujo debajo los vectores momento dipolar.
00:03:41
Me encuentro con dos vectores momento dipolar iguales, porque el enlace es el mismo, carbono-oxígeno,
00:03:44
dirigido hacia el átomo más electronegativo, el oxígeno.
00:03:49
Entonces tengo dos vectores iguales y de sentido contrario.
00:03:52
con la misma dirección. La suma vectorial me va a dar cero. Por tanto, la molécula de CO2 es una
00:03:55
molécula apolar. Al lado tengo la molécula de ácido cianídrico. Tengo también dos pares
00:04:01
estructurales, ángulo de 180 grados, molécula lineal, hibridación del carbono SP. Si represento
00:04:09
los vectores momento dipolar, ahora me encuentro con que el carbono es ligeramente más electronegativo
00:04:17
que el hidrógeno, pero la diferencia de electronegatividad es pequeña. Esto hace que la separación de
00:04:22
carga sea pequeña y el momento dipolar va a ser pequeñito. Sin embargo, entre el carbono
00:04:28
y el nitrógeno la diferencia de electronegatividad es mayor. Recordamos que el flúor es el elemento
00:04:33
más electronegativo, el segundo más electronegativo es el oxígeno, bueno, pues el tercero es
00:04:38
el nitrógeno. Aquí representa un vector momento dipolar más grande dirigido también
00:04:43
hacia el nitrógeno. Tengo dos vectores que no son iguales y que aparte llevan el mismo sentido y la
00:04:49
misma dirección. Su suma va a ser distinta de cero. La molécula de ácido cianídrico va a ser una
00:04:55
molécula polar. Moleculas angulares. Pongo dos ejemplos. Tenemos aquí la molécula de agua. La
00:05:02
molécula de agua hemos visto que el oxígeno está rodeado de 1, 2, 3 y 4 pares estructurales. La
00:05:08
hibridación del oxígeno va a ser sp3 pero sólo se ocupan de esos orbitales híbridos pues sólo
00:05:15
dos de ellos los dos o los dos restantes serían no enlazantes estos dos orbitales no enlazantes
00:05:23
ejercen un efecto repulsivo que hace que los ángulos de 109,5 grados de un tetraedro se
00:05:31
cierren ligeramente y el ángulo hidrógeno oxígeno hidrógeno sea de 104,5 grados bueno tengo dos
00:05:38
vectores que forman entre sí un ángulo de 104,5 grados. Si lo sumo vectorialmente, aplicando
00:05:45
la regla del paralelogramo, me da un vector resultante distinto de cero, que iría en
00:05:51
este caso con esta dirección y sentido hacia el oxígeno. La suma es distinta de cero,
00:05:57
por tanto la molécula es polar. Al lado se ha representado la molécula de SO2. En este
00:06:03
caso al azufre le rodean tres pares estructurales. Como son tres pares estructurales, uno no
00:06:09
enlazante, la hibridación del azufre sería sp2. Si estuvieran todos ocupados, los ángulos
00:06:17
serían de 120 grados, pero como tengo uno no enlazante, ejerce un efecto repulsivo que
00:06:24
hace que este ángulo se cierre ligeramente y sea inferior a 120 grados. Pero bueno, tengo
00:06:30
dos vectores que forman un ángulo y que van dirigidos hacia el oxígeno. La suma vectorial
00:06:37
en ningún caso me va a dar cero, me va a dar un vector resultante que va a llevar esta
00:06:42
dirección y sentido hacia el océano de los oxígenos. La suma de los vectores momento
00:06:46
dipolar es distinto de cero, por tanto la molécula es polar. No me tengo que complicar
00:06:51
la vida, siempre que tenga moléculas angulares la suma va a ser distinta de cero. Los momentos
00:06:56
dipolares no se van a anular, se están formando un ángulo y, bueno, pues la molécula resultante
00:07:04
va a ser polar. ¿Qué ocurre si tengo moléculas triangulares planas? Aquí tengo tres vectores
00:07:10
momento dipolar. En este caso tengo tres pares estructurales, la hibridación del boro sería
00:07:17
sp2 y los ángulos serían de 120 grados. Bueno, pues como tengo tres vectores iguales
00:07:23
dirigidos hacia los flúor, y que forman entre sí ángulos de 120 grados,
00:07:29
si los sumo, el vector resultante me va a dar cero.
00:07:35
Bueno, lo podéis ver más o menos, si sumo estos dos vectores me da un vector resultante
00:07:38
dirigido hacia abajo, que sumado vectorialmente con otro igual,
00:07:42
con sentido contrario, el que va hacia arriba, pues me da una suma de momento dipolar igual a cero.
00:07:47
Eso quiere decir que la molécula de trifluoruro de boro es una molécula apolar.
00:07:54
Vamos a ver, me estoy dando cuenta, vamos a ver si lo puedo corregir.
00:07:57
Al lado tenéis la molécula de metanal.
00:08:08
Bueno, pues en el caso de la molécula del aldeído metanal, tengo los vectores momentos dipolares bien dibujados, dos pequeñitos dirigidos hacia el carbono y uno más grande dirigido hacia el oxígeno.
00:08:20
Bueno, está claro por el sentido de los vectores que la suma me va a dar distinta de cero. En este caso no se van a anular el vector resultante. Si sumo los dos de abajo me va a dar un vector dirigido hacia esta zona, hacia la zona del oxígeno, que lleva el mismo sentido que el otro vector.
00:08:39
bueno, no exactamente el mismo sentido, pero, a ver, sí, el mismo sentido, solo que sería más pequeño, y bueno, pues la suma va a ser distinta de cero.
00:08:56
Y bueno, aquí tenemos el error que os decía, voy a borrarlo, la molécula no es apolar, en este caso se trata de una molécula apolar.
00:09:10
A ver, lo que os estaba diciendo antes de la suma es que si yo traslado el origen del vector de arriba, aquí tendría un vector dirigido hacia, a ver, un vector dirigido hacia abajo, ¿vale?
00:09:20
otro vector dirigido hacia arriba, igual, formando ángulos de 120 grados, entonces si lo sumo, que aquí dibujo muy mal, pues me va a dar un vector que va a llevar este sentido y que va a llevar precisamente el mismo sentido que el del oxígeno, el vector que tengo aquí.
00:09:36
Entonces, la suma no me va a dar cero y se trataría de una molécula polar. No necesitamos hacer esto que os he hecho yo aquí, estos dibujos de suma vectorial. Se ve a simple vista que esos tres vectores es imposible que se anulen y que me va a dar un vector momento dipolar distinto de cero.
00:10:09
De todas formas no nos complicamos la vida. Para que se anulen los tres vectores tienen que ser iguales y llevar que el sentido en los tres casos sea el mismo, es decir, siempre hacia afuera o siempre hacia adentro.
00:10:31
En este caso, si tengo tres vectores iguales que forman ángulos de 120 grados, pues la molécula sería apolar. ¿Qué ocurre si tengo moléculas piramidales trigonales? Bueno, pues que en este caso los tres vectores, pues en el caso de la molécula del amoníaco, van dirigidos hacia el nitrógeno, son concurrentes, son dirigidos hacia el nitrógeno, no se anulan.
00:10:50
el vector resultante iría hacia el nitrógeno y como la suma de los momentos dipolares es distinta de cero, la molécula sería polar.
00:11:14
En el caso de moléculas tetraédricas, si tengo cuatro vectores iguales y que apuntan hacia el mismo sitio, se anulan entre sí.
00:11:26
Podéis intentarlo dibujar, vamos a ver si os hago un dibujo para que se pueda ver más o menos
00:11:37
A ver, si tengo un tetraedro, tengo aquí el centro
00:11:48
Tengo un vector dirigido, vamos a ponerlos hacia afuera para que el dibujo sea más fácil
00:11:57
aunque sería aquí, otro, otro y otro, vamos a ver para que lo veáis más o menos, si yo sumo estos dos vectores, me va a dar un vector que va a ir por aquí en medio,
00:12:04
lo que pasa es que no sería tan marcado
00:12:26
porque sería más pequeño
00:12:29
porque si lo hacemos bien
00:12:32
este vector numéricamente es igual a este otro
00:12:35
estaría en el mismo plano
00:12:39
y si le sumo me da un vector hacia abajo
00:12:42
que se anula, un vector que iría para acá
00:12:45
si sumo este con este me da un vector hacia abajo
00:12:48
que llevaría sentido contrario al de arriba
00:12:51
y entonces se anulan entre sí
00:12:53
Bueno, no es necesario hacerlo
00:12:55
Si queréis entreteneros e intentar hacer el dibujo pues estaría muy bien
00:13:01
Pero vamos, cuatro vectores iguales dirigidos hacia los vértices de un tetraedro se anulan
00:13:07
Entonces, dirigidos hacia los vértices de un tetraedro o dirigidos hacia el centro del tetraedro
00:13:14
Si son iguales se anularían
00:13:20
En este otro ejemplo que os pongo, pues no ocurre eso. En el caso del clorometano tengo tres vectores que apuntan hacia el carbono, un vector que apunta hacia el cloro, pero es que además aquí los vectores no son iguales.
00:13:23
Como no son iguales y además no llevan distintos sentidos, la suma me va a dar distinta de cero, la molécula del clorometano sería polar.
00:13:39
Por ejemplo, puedo tener una molécula como esta que os voy a pintar aquí. Imaginar que tengo aquí, vamos a poner el cloro y aquí vamos a poner, pues por ejemplo, hacia adelante otro flúor y hacia atrás otro flúor.
00:13:54
Entonces, si tengo esta molécula del trifluoro, no por orden alfabético, sería cloro trifluoro metano. Bueno, pues si dibujo los momentos dipolares, ahora todos irían hacia afuera, porque el halógeno siempre es más electronegativo que el carbono.
00:14:16
Bueno, pero en este caso el vector momento dipolar es más pequeño que en el caso de los otros tres.
00:14:45
Bueno, pues en este caso todos los vectores apuntan hacia los vértices del tetraedro, pero como no son iguales, la suma de los momentos dipolares es distinta de cero y la molécula es, perdón que iba a poner mal, la molécula es polar.
00:14:52
Bueno, resumiendo, para ver si una molécula es polar o no, primero geometría, segundo dibujar vectores y tercero ver si se anulan o no.
00:15:16
Hay que hacer cálculos, no. Entonces es simplemente, bueno, pues visualizar más o menos los vectores, momentos dipolares y ver si se anulan entre sí o no.
00:15:28
Bueno, resumiendo, para que se anulen, ¿qué es lo que tiene que ocurrir? Pues que si la molécula es lineal, que los dos vectores sean iguales y que lleve sentido contrario.
00:15:42
Angular no se anula nunca. Triangular plana, para que se anulen tres vectores iguales, ¿vale? Que lleven el mismo sentido, bien hacia afuera, bien hacia adentro.
00:15:54
Bueno, en el momento en que no son iguales no se van a anular. Piramidal, trigonal siempre son polares. Tetraédricas solo se anulan si tengo cuatro vectores iguales que lleven, pues además de ser iguales, pues que llevan el mismo sentido, bien hacia adentro, bien hacia afuera.
00:16:06
Bueno pues con eso tenemos que saber decir si una molécula va a ser polar o no y a partir de ahí pues yo creo que deberíais poder hacer el ejercicio que os voy a proponer.
00:16:26
- Idioma/s:
- Autor/es:
- M Dolores García Azorero
- Subido por:
- M. Dolores G.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
- Visualizaciones:
- 105
- Fecha:
- 19 de diciembre de 2021 - 15:40
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES PALAS ATENEA
- Duración:
- 16′ 45″
- Relación de aspecto:
- 1.76:1
- Resolución:
- 1060x602 píxeles
- Tamaño:
- 104.98 MBytes
