[Wade L.G.] - Química Orgánica Tomo 1

2-9 P olaridad d e enlaces y m oléculas
2-9B Momentos dipolares moleculares
Un momento dipolar molecular es el momento dipolar de la molécula considerada como un
todo. Es un buen indicador de la polaridad total de la molécula. Los momentos dipolares moleculares
pueden medirse directamente, a diferencia de los momentos dipolares de enlace, los cuales
deben estimarse comparando varios componentes. El valor del momento dipolar molecular es
igual a la suma vectorial de los momentos dipolares de enlace individuales. Esta suma vectorial
refleja tanto la magnitud como la dirección de cada momento dipolar de enlace individual.
Fbr ejemplo, el formaldehído tiene un enlace 0 = 0 fuertemente polar, y el dióxido de carbono
tiene dos. Podríamos esperar que el CO2 tuviera un momento dipolar más grande, pero su
momento dipolar en realidad es cero. La simetría de la molécula de dióxido de carbono explica
este sorprendente resultado. Las estructuras del formaldehído y del dióxido de carbono se
muestran abajo, junto con sus mapas de potencial electrostático. Estos mapas de potencial electrostático
muestran los momentos dipolares de enlace, con rojo en los extremos negativos y
azul en los extremos positivos de los dipolos. En el caso del dióxido de carbono, los momentos
dipolares de enlace están orientados en direcciones opuestas, por lo que se cancelan entre sí.
H
H
^c= o ;
:o=c=o;
n = 2.3 D \i = O MPE del
formaldehído dióxido de carbono dióxido de carbono
La figura 2-21 muestra algunos ejemplos de momentos dipolares moleculares. Observe
que el momento dipolar de los enlaces C— H es pequeño, por lo que frecuentemente tratamos a
tos enlaces C—H casi como no polares. Observe también que la simetría tetraèdrica del CCI4
posiciona a los cuatro momentos dipolares C— O en direcciones tales que se cancelan. Una
cancelación parcial del momento dipolar de enlace explica por qué el CHCI3, con tres enlaces
C—C1 tiene un momento dipolar molecular más pequeño que el CH3G , con sólo uno.
Los pares de electrones no enlazados contribuyen a los momentos dipolares de enlaces
y moléculas. Cada par de electrones no enlazados corresponde a una separación de carga, con
el núcleo con una carga parcial positiva equilibrada con la carga negativa del par de electrones
no enlazados. La figura 2-22 muestra cuatro moléculas con pares de electrones no enlazados
y momentos dipolares grandes. Observe cómo los pares de electrones no enlazados contribuyen
a momentos dipolares grandes, en especial en los enlaces C = 0 y C ^ N . También observe
las áreas rojas de los mapas de potencial electrostático, las cuales indican un elevado potencial
negativo en las regiones ricas en electrones de los pares de electrones no enlazados.
PROBLEMA 2-13
El enlace N—F es más polar que el enlace N—H pero el NF3 tiene un momento dipolar más pequeño
que el NH3. Explique este curioso resultado.
NH 3 n f 3
(X = 1.5 D fx = 0.2 D
H
Br
% ’¡ p * a Y
l
H ^ C 1 ^ C 1 H Br
+-
H = 1.9D n = 1.0 D n = 0 y. = 1.9 D
clorometano cloroformo tetracloruro de carbono ci 5- 1,2 -dibromoe te no
■ FIGURA 2-21
Momentos dipolares moleculares.
Un momento dipolar molecular es
la suma vectorial de los momentos
dipolares de enlace individuales.