Il legame chimico - sito del PROF Sidoli andrea

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Una molecola è polare quando risente di un campo elettrico. Se facciamo scorrere un filo di acqua nelle vicinanze di una bacchetta elettrizzata noteremo che il flusso di liquido viene deviato. L'acqua infatti è una tipica sostanza polare. Se ripetiamo lo stesso esperimento con altri liquidi, ad esempio con la benzina, possiamo notiamo il flusso di liquido non risente dell'azione del campo elettrico. Per sostanze polari e apolari vale una regola generale che possiamo esprimere nei seguenti termini "simile scioglie simile". Una sostanza tipicamente polare non si scioglie in una sostanza apolare e viceversa. La polarità di una molecola è legata a due fattori fondamentali. 1. nella molecola devono esserci dei dipoli (quindi legami ionici o coovalenti polari) 2. i dipoli non si devono annullare reciprocamente. Il requisito (1) è abbastanza evidente, abbiamo già sottolineato come molecole quali l'idrogeno (H2) in cui ci sono legami coovalenti puri al massimo si possono sviluppare le debolissime interazioni di Van der Waals che non consentono di certo alla molecola di assumere caratteristiche polari. Il requisito (2) invece è meno ovvio, ma ci consente di capire come mai ad esempio il metano sia apolare, mentre l'ammoniaca sia polare. Consideriamo la formula di Lewis del metano e della ammoniaca. In entrambe le molecole l'atomo centrale (carbonio nel metano e azoto nell'ammoniaca) sono più elettronegativi degli idrogeni. Ci troviamo ad avere quindi 4 dipoli nel metano e 3 dipoli nell'idrogeno. Possiamo immaginare i dipoli come dei vettori disposti lungo l'asse di legame. E' facile dimostrare che a seguito delle strutture spaziali, mentre nel metano i 4 vettori si annullano nell'ammoniaca questo non succede. Per rendere quindi una molecola polare non è sufficiente la presenza di dipoli, ma anche che questi non si annullino reciprocamente. 14
La conoscenza della struttura tridimensionale di una molecola è quindi di notevole importanza per comprendere e prevedere se essa risulta polare o meno. A tale riguardo un esempio fondamentale ci viene dall'acqua che come abbiamo visto è una tipica molecola polare. La formula chimica dell'acqua è H2O con l'ossigeno molto più elettronegativo dell'idrogeno. Nell'acqua ci sono quindi due dipoli (legati ai due legami tra idrogeno ed ossigeno), che se risultassero perfettamente opposti determinerebbero la apolarità della molecola. Per comprendere il motivo per cui l'acqua sia polare dobbiamo ritornare a valutare il numero di orbitali che circondano l'ossigeno E' da notare che i solidi ionici (ad esempio NaCl) che pur hanno elevati punti di fusione si disgregano in genere facilmente in solventi polari come l'acqua. Questo perché i centri dipolari si orientano sui cationi (anioni e cationi)di carica opposta, riducendo l'entità delle interazioni ioniche e determinando il collasso e quindi la dissoluzione del solido ionico. Non tutte le molecole sono in assoluto polari o apolari, alcune di esse come ad esempio l'alcool possono avere al loro interno sia zone polari che zone apolari. 15
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