MOLEKUL APOLAR: KARAKTERISTIK, IDENTIFIKASI DAN CONTOH - KIMIA - 2024

The molekul apolar adalah mereka yang hadir dalam struktur mereka distribusi simetris elektron mereka. Hal ini dimungkinkan jika perbedaan keelektronegatifan atomnya kecil, atau jika atom atau gugus elektronegatif secara vektor membatalkan pengaruhnya terhadap molekul.

Tidak selalu "apolaritas" itu mutlak. Karena alasan ini, molekul dengan polaritas rendah terkadang dianggap nonpolar; artinya, ia memiliki momen dipol µ mendekati 0. Di sini kita memasuki bidang relatif: seberapa rendah µ harus agar molekul atau senyawa dianggap non-polar?

Molekul nonpolar dari BF3. Sumber: Benjah-bmm27 melalui Commons Wikimedia.

Untuk mengatasi masalah ini dengan lebih baik, ada molekul boron trifluorida, BF ₃ (gambar atas).

Atom fluor jauh lebih elektronegatif daripada atom boron, dan oleh karena itu ikatan BF bersifat polar. Namun, molekul BF ₃ simetris (bidang trigonal) dan memerlukan pembatalan vektor dari tiga momen BF.

Jadi, molekul apolar juga dihasilkan, bahkan dengan adanya ikatan polar. Polaritas yang dibangkitkan dapat diimbangi dengan adanya hubungan kutub lain, yang besarnya sama dengan yang sebelumnya, tetapi berorientasi pada arah yang berlawanan; seperti yang terjadi di BF ₃ .

Karakteristik molekul apolar

Simetri

Agar efek ikatan polar saling menghilangkan, molekul harus memiliki struktur geometris tertentu; misalnya, linier, yang paling mudah dipahami pada pandangan pertama.

Ini adalah kasus karbon dioksida (CO ₂ ), yang memiliki dua ikatan kutub (O = C = O). Ini karena dua momen dipol dari ikatan C = O saling meniadakan ketika yang satu diorientasikan ke satu sisi, dan yang kedua ke arah yang lain, pada sudut 180 °.

Oleh karena itu, salah satu karakteristik pertama yang harus diperhatikan saat mengevaluasi "apolaritas" suatu molekul dari pandangan mata burung adalah mengamati seberapa simetrisnya.

Misalkan sebagai pengganti CO ₂ kita memiliki molekul COS (O = C = S), yang disebut karbonil sulfida.

Sekarang ia bukan lagi sebuah molekul apolar, karena keelektronegatifan belerang lebih kecil dari oksigen; dan oleh karena itu, momen dipol C = S berbeda dari momen dipol C = O. Akibatnya, COS adalah molekul polar (seberapa polar materi lain).

Gambar di bawah ini secara grafis merangkum semua yang baru saja dijelaskan:

Momen dipol molekul CO2 dan COS. Sumber: Gabriel Bolívar.

Perhatikan bahwa momen dipol ikatan C = S lebih kecil dari momen dipol ikatan C = O dalam molekul COS.

Elektronegativitas

Elektronegativitas pada skala Pauling memiliki nilai antara 0,65 (untuk fransium), dan 4,0 (untuk fluor). Secara umum, halogen memiliki elektronegativitas yang tinggi.

Jika selisih keelektronegatifan unsur-unsur yang membentuk ikatan kovalen kurang dari atau sama dengan 0,4 maka disebut nonpolar atau nonpolar. Namun, satu-satunya molekul yang benar-benar apolar adalah yang dibentuk oleh ikatan antara atom identik (seperti hidrogen, HH).

Gaya antarmolekul

Agar suatu zat larut dalam air, ia harus berinteraksi secara elektrostatis dengan molekul; interaksi yang tidak dapat dilakukan oleh molekul apolar.

Dalam molekul apolar, muatan listriknya tidak terbatas pada salah satu ujung molekul, tetapi terdistribusi secara simetris (atau homogen). Oleh karena itu, ia tidak dapat berinteraksi melalui gaya dipol-dipol.

Sebaliknya, molekul apolar berinteraksi satu sama lain melalui gaya hamburan London; Ini adalah dipol sesaat yang mempolarisasi awan elektronik dari atom molekul tetangga. Di sini massa molekul merupakan faktor utama dalam sifat fisik molekul ini.

Bagaimana cara mengidentifikasinya?

-Mungkin salah satu metode terbaik untuk mengidentifikasi molekul apolar adalah kelarutannya dalam pelarut polar yang berbeda, yang umumnya tidak terlalu larut di dalamnya.

-Secara umum, molekul apolar bersifat gas. Mereka juga bisa membentuk cairan yang tidak bercampur dengan air.

Padatan -Apolar dicirikan dengan sifatnya yang lunak.

-Kekuatan dispersi yang menahan mereka umumnya lemah. Oleh karena itu, titik leleh atau titik didihnya cenderung lebih rendah daripada senyawa yang bersifat polar.

Molekul -Apolar, terutama dalam bentuk cair, adalah konduktor listrik yang buruk, karena tidak memiliki muatan listrik bersih.

Contoh

gas mulia

Meskipun bukan molekul, gas mulia dianggap apolar. Jika diasumsikan bahwa dua atomnya, He-He, berinteraksi dalam waktu yang singkat, interaksi tersebut dapat dianggap (setengah) sebagai molekul; molekul yang bersifat apolar.

Molekul diatomik

Molekul diatomik, seperti H ₂ , Br ₂ , I ₂ , Cl ₂ , O ₂ , dan F ₂ , adalah apolar. Ini memiliki rumus umum A ₂ , AA.

Hidrokarbon

Bagaimana jika A adalah sekelompok atom? Itu akan terjadi sebelum senyawa apolar lainnya; misalnya, etana, CH ₃ -CH ₃ , yang kerangka karbonnya linier, CC.

Metana, CH ₄ , dan etana, C ₂ H ₆ , adalah molekul apolar. Karbon memiliki elektronegativitas 2,55; sedangkan keelektronegatifan hidrogen adalah 2,2. Oleh karena itu, terdapat vektor dipol intensitas rendah yang berorientasi dari hidrogen menuju karbon.

Tetapi, karena simetri geometris molekul metana dan etana, jumlah vektor dipol atau momen dipol dalam molekulnya adalah nol, jadi tidak ada muatan bersih pada molekulnya.

Secara umum, hal yang sama terjadi pada semua hidrokarbon, dan bahkan ketika ada ketidakjenuhan di dalamnya (ikatan rangkap dan rangkap tiga), mereka dianggap senyawa nonpolar atau polaritas rendah. Juga, hidrokarbon siklik adalah molekul apolar, seperti sikloheksana atau siklobutan.

Lainnya

Molekul karbon dioksida (CO ₂ ) dan karbon disulfida (CS ₂ ) adalah molekul apolar, keduanya memiliki geometri linier.

Dalam karbon disulfida, keelektronegatifan karbon adalah 2,55, sedangkan keelektronegatifan belerang adalah 2,58; jadi kedua elemen praktis memiliki keelektronegatifan yang sama. Tidak ada pembangkitan vektor dipol dan oleh karena itu muatan bersihnya adalah nol.

Demikian juga, ada molekul berikut CCl ₄ dan AlBr ₃ , keduanya apolar:

Molekul CCl4 dan AlBr3. Sumber: Gabriel Bolívar.

Pada aluminium tribromida, AlBr ₃ terjadi sama dengan BF ₃ , di awal artikel. Sedangkan untuk karbon tetraklorida, CCl ₄ , geometrinya adalah tetrahedral dan simetris, karena semua ikatan C-Cl adalah sama.

Demikian pula, molekul dengan rumus umum CX ₄ (CF ₄ , CI _4, dan CBr ₄ ), juga nonpolar.

Dan akhirnya, molekul apolar bahkan dapat memiliki geometri oktahedral, seperti halnya sulfur heksafluorida, SF ₆ . Sebenarnya, ia dapat memiliki geometri atau struktur apa pun, asalkan ia simetris dan distribusi elektroniknya homogen.

Referensi

1. Carey FA (2008). Kimia organik. Asam karboksilat. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
2. Cedrón J., Landa V., Robles J. (2011). Polaritas molekuler. Diperoleh dari: corinto.pucp.edu.pe
3. Tampilan Tutor. (2018). Molekul nonpolar. Diperoleh dari: chemistry.tutorvista.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (28 Januari 2019). Contoh Molekul Polar dan Nonpolar. Diperoleh dari: thinkco.com
5. Kurtus R. (19 September 2016). Molekul kutub dan non-polar. Sekolah Juara. Diperoleh dari: school-for-champions.com
6. Ganong W. (2004). Fisiologi Medis. Edisi 19 ^th . Editorial Manual Modern.