A forma como os átomos se posicionam em uma substância ou ligação pode resultar em diferentes comportamentos químicos. A polaridade molecular e das interações está relacionada com essa propriedade dos compostos.
No artigo a seguir, você encontrará as principais informações e conceitos sobre esse assunto. Acompanhe até o final e veja também um exemplo de raciocínio de prova para questões de polaridade molecular. Vamos lá?
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O que é polaridade molecular?
Também conhecida como polaridade das moléculas, essa propriedade química diz respeito à forma como os compostos vão se comportar em um campo elétrico. Para entendê-la basta entender se o arranjo molecular é simétrico ou assimétrico, como veremos adiante.
Esse conceito, na prática, é muito útil na compreensão dos pontos de fusão e ebulição, estado físico em condição ambiente e na solubilidade do composto em diferentes solventes.
Moléculas apolares
As moléculas apolares são aquelas que, quando imersas em um campo elétrico externo, não alteram seu comportamento eletrônico. Além disso, quando adicionadas em solventes apolares, esses compostos se dissolvem completamente.
Moléculas polares
Por sua vez, as moléculas que apresentam polaridade, quando inseridas em um campo elétrico externo, se eletrizam em focos positivos e negativos, se orientando segundo o ente físico.
As substâncias polares são bem dissolvidas em solventes polares. Conforme o que vimos até aqui, devo te apresentar o seguinte enunciado, que você pode considerar para a grande maioria dos casos: “soluto polar se dissolve em solvente polar e soluto apolar se dissolve em solvente apolar.”
Polaridade da ligação
Para compreender corretamente a polaridade molecular, é importante olhar toda a composição da molécula. Nesse sentido, é determinante o estudo das ligações químicas que formam o composto, a partir da propriedade físico-química da eletronegatividade.
Ligações covalentes polares
Quando os átomos que integram a molécula possuem eletronegatividade (EN) de valor diferente, a variação de EN será diferente de zero (ΔEN≠0). Assim, se expostas a um campo elétrico, haverá polarização do composto molecular.
Por exemplo, a interação entre o flúor (ENF=4) e o hidrogênio (ENH=2,1), resulta em ΔEN=|1,9|. Assim, o fluoreto de hidrogênio (HF) é polar.
A imagem acima representa essa reação, de forma que o F tem uma carga parcial δ negativa por ser mais eletronegativo e, de modo semelhante, o H está com carga parcial δ positiva por apresentar menor eletronegatividade.
Interação semelhante acontece nas moléculas de ácido clorídrico (HCl), ácido bromídrico (HBr) e ácido iodidríco (HI).
Ligações covalentes apolares
Porém, no caso em que a substância for formada por átomos do mesmo elemento químico, a diferença entre as eletronegatividades será tal que ΔEN=0. Com isso, não há “força” para a criação de polos negativos e positivos, na exposição elétrica.
Com isso, pode-se afirmar que o composto é apolar, veja: quando dois átomos de oxigênio reagem para formar o gás oxigênio (O2), a força de eletronegatividade será tal que: ΔEN=3,5-3,5 ⇒ ΔEN=0.
Outros exemplos são as substâncias Cl2, H2, N2, P4, S8. Uma exceção para esse caso será a molécula de ozônio (O3), que apresenta ressonância entre os elétrons compartilhados e geometria peculiar, que causa polaridade nesse composto.
Ligações iônica
Como as ligações iônicas já são dotadas de carga elétrica, positiva para os cátions e negativos no ânions, todas elas já apresentam polaridade intrínseca. É importante ressaltar que substâncias iônicas não formam moléculas, mas íons-fórmulas.
Polaridade da geometria molecular
A forma como os átomos se dispõem geometricamente na molécula interfere na polaridade da substância. Para entender esse conceito, é necessário utilizar os conceitos de carga parcial δ e a distância (d) entre os núcleos atômicos na ligação.
Com essa duas grandezas, é possível encontrar o valor de μ (mi) vetorial:
μ = d.|δ|
Cada ligação da molécula apresenta um valor de μ, que aponta para o elemento mais eletronegativo (aquele que tem a δ negativa). Quando todos os vetores presentes em uma molécula são somados, apresentam um μR.
Dessa forma, se μR = 0, a molécula possui forças eletroquímicas que se anulam e, portanto, é apolar. Por outro lado, se o μR ≠ 0, o composto é capaz de se polarizar quando inserido em um campo elétrico.
Nesse sentido, a forma como os átomos se posicionam interferem no ângulo dos vetores e alteram o valor do μR, por isso é importante compreender a geometria molecular.
Por exemplo, no caso das moléculas diatômicas, a única orientação espacial possível é linear. Assim, o que interessa é analisar a polaridade da ligação e a diferença de eletronegatividade entre os dois átomos, que já fornecerá a característica elétrica.
Moléculas de Cl2 são compostas por dois átomos do mesmo elemento, ligadas por interação covalente. Dessa forma o ΔEN=0 e a ligação torna-se apolar. De igual modo, a força de atração atômica tem módulo e orientação igual, com sentidos opostos, então μR = 0 e confirma-se que a molécula é apolar.
Com o mesmo raciocínio, observa-se que o monóxido de carbono (CO) é formado por uma ligação polar, elementos de diferentes δ e, portanto, apresentará uma soma vetorial μR ≠ 0. Indicando a polaridade da substância, como pode ser observado na imagem abaixo.
Outros exemplos podem ser citados, como a molécula de água, que é constituída por ligações de hidrogênio polares e átomos de diferentes elementos. Com isso, a soma de vetores resulta em um μR ≠ 0, caracterizando a polaridade da H2O. Observe a figura abaixo, que representa essas afirmações:
Questões de polaridade molecular
Na questão abaixo, que apareceu na prova da UNICAMP em 2013, você pode treinar seu conhecimento e aprenderá a importância da constituição química dos sabões e detergentes,com a resolução. Acompanhe!
Uma prática de limpeza comum na cozinha consiste na remoção da gordura de panelas e utensílios como garfos, facas, etc. Na ação desengordurante, geralmente se usa um detergente ou um sabão. Esse tipo de limpeza resulta da ação química desses produtos, dado que suas moléculas possuem
a) uma parte com carga, que se liga à gordura, cujas moléculas são polares; e uma parte apolar, que se liga à água, cuja molécula é apolar.
b) uma parte apolar, que se liga à gordura, cujas moléculas são apolares; e uma parte com carga, que se liga à água, cuja molécula é polar.
c) uma parte apolar, que se liga à gordura, cujas moléculas são polares; e uma parte com carga, que se liga à água, cuja molécula é apolar.
d) uma parte com carga, que se liga à gordura, cujas moléculas são apolares; e uma parte apolar, que se liga à água, cuja molécula é polar.
Conforme estudamos no artigo acima, no geral, as substâncias polares reagem com outros compostos apolares, enquanto as moléculas polares interagem entre si.
Sabe-se que as gorduras e óleos possuem caráter apolar, enquanto a água polaridade. Assim, para que um sabão atue corretamente, deve possuir uma parte polar para reagir com a água e uma parte apolar que se associe à gordura — isso garante a efetividade do produto, como apresenta a alternativa B.
Veja também informações sobree polaridade molecular com o professor especialista em química do Estratégia:
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