http://www.iocd.unam.mx/qo1/MO-CAP1.htm#_Toc476374987

1.16 Polaridad de las molculasUna molcula es polar cuando el centro de la carga negativa no coincide con el de la positiva. Tal molcula constituye un dipolo: dos cargas iguales y opuestas separadas en el espacio. A menudo se usa el smbolo p para caracterizar un dipolo, en el que la flecha apunta desde el extremo positivo hacia el negativo. La molcula tiene un momento dipolar Q, que es igual a la magnitud de la carga, e, multiplicada por la distancia, d, entre los centros de las cargas:

Q en unidades Debye, D

=

e x en u.e.s.

d en cm

Es posible medir los momentos dipolares de molculas por un mtodo que no puede describirse aqu; algunos de los valores obtenidos se dan en la tabla 1.4. Nos interesan los valores de los momentos dipolares como indicaciones de las polaridades relativas de diversas molculas. Es un hecho que ciertas molculas son polares, lo que ha dado origen a la especificacin de que ciertos enlaces son polares. Nos hemos ocupado primero de la polaridad de los enlaces simplemente porque es conveniente considerar que la polaridad de una molcula es una combinacin de las polaridades de los enlaces individuales. Molculas como H2, O2, N2, CI2 y Br2 tienen momentos dipolares nulos, o sea, no son polares. Los dos tomos idnticos de cada una de estas molculas tienen, por supuesto, la misma electronegatividad y comparten electrones por igual; e es cero y, por consiguiente, tambin lo es Q. Una molcula como el fluoruro de hidrgeno tiene el considerable momento dipoalr de 1.75 D. A pesar de que es una molcula pequea, el flor, muy electronegativo, atrae fuertemente los electrones: aunque d es pequea, e es grande y, en consecuencia, Q lo es tambin. El metano y el tetracloruro de carbono, CCI4, tiene momentos dipolares nulos. Lgicamente, sera de esperar que los enlaces individuales al menos los del

tetracloruro de carbono fuesen polares, pero debido a la disposicin tetradrica, altamente simtrica, sus momentos se anulan (Fig. 1.16). Sin embargo, en el cloruro de metilo, CH3CI, la polaridad del enlace carbonocloro no se anula, por lo que tiene un momento dipolar de 1.86 D. As, la polaridad de una molcula no slo depende de la polaridad de sus enlaces individuales, sino tambin de sus direcciones, es decir, de la forma de la molcula. El amoniaco tiene un momento dipolar de 1.46 D, el cual podra considerarse como un momento dipolar neto (una suma vectorial) resultante de los momentos de los tres enlaces individuales, y su direccin sera la indicada en el diagrama. El momento dipolar de 1.84 D del agua se podra interpretar de forma similar. Que tipo de momento dipolar cabra esperar para el trifluoruro de nitrgeno, NF3, que es piramidal como el amoniaco? El flor es el elemento ms electronegativo de todos por lo que sin duda debera atraer fuertemente los electrones del nitrgeno; los enlaces N - F deberan ser muy polares y su suma vectorial debera ser grande, mucho mayor que para el amoniaco, con sus enlaces N-H moderadamente polares. Cual es la realidad? El trifluoruro de nitrgeno tiene un momento dipolar de solamente 0.24 D; no es mayor que el del amoniaco, sino mucho menor. Como podemos explicar esto? Hemos olvidado el par de electrones no compartido. En el NF3 (al igual que en el NH3) este par ocupa un orbital sp3 y debe contribuir con un momento dipolar en direccin opuesta al del momento neto de los enlaces N-F (Fig. 1.17); estos momentos opuestos son casi de la misma magnitud, y el resultado es un momento pequeo cuya direccin desconocemos. El momento observado para el amoniaco se debe muy probablemente al par no compartido, aumentado por la suma de los momentos de enlace. De modo anlogo, los pares de electrones no compartidos del agua deben contribuir a su momento dipolar y, de hecho, al de cualquier molcula en al que aparecen. Los momentos dipolares pueden dar informacin valiosa acerca de la estructura de las molculas. Por ejemplo, pueden descartarse cualquier estructura para el tretracloruro de carbono que d lugar a una molcula polar basndose tan slo en el momento dipolar, que respalda as la estructura tetradrica. (Sin embargo, no la confirma, puesto que se pueden concebir otras estructuras que tambin daran como resultado una molcula no polar.)

Los momentos dipolares de la mayora de los compuestos no se han medido nunca; para estas sustancias debemos predecir la polaridad a partir de sus estructuras. Con nuestros conocimientos sobre electronegatividad podemos estimar la polaridad de enlace; con los ngulos de enlace podemos estimar la polaridad de las molculas, considerando tambin los pares de electrones no compartidos.