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Polaridade

Polaridade , na ligação química, a distribuição de carga elétrica sobre o átomos unidos pelo vínculo. Especificamente, enquanto ligações entre átomos idênticos, como em H_dois, são eletricamente uniformes no sentido de que ambos hidrogênio átomos são eletricamente neutros, ligações entre átomos de diferentes elementos são eletricamente desiguais. Dentrocloreto de hidrogênio, por exemplo, o hidrogênio átomo tem carga ligeiramente positiva, enquanto o átomo de cloro tem carga ligeiramente negativa. As leves cargas elétricas em átomos diferentes são chamadas de cargas parciais, e a presença de cargas parciais significa a ocorrência de uma ligação polar.

A polaridade de uma ligação surge das eletronegatividades relativas dos elementos.Eletro-negatividadeé o poder de um átomo de um elemento para atrair elétrons em relação a si mesmo quando faz parte de um composto. Assim, embora um vínculo em um composto pode consistir em um par compartilhado de elétrons, o átomo do elemento mais eletronegativo atrairá o par compartilhado para si e, assim, adquirirá uma carga negativa parcial. O átomo que perdeu sua parte igual na ligação elétron O par adquire uma carga parcial positiva porque sua carga nuclear não é mais totalmente cancelada por seus elétrons.

A existência de cargas parciais iguais, mas opostas nos átomos em cada extremidade de uma ligação heteronuclear (ou seja, uma ligação entre átomos de elementos diferentes) dá origem a um dipolo elétrico. A magnitude desse dipolo é expressa pelo valor de seu momento de dipolo, μ, que é o produto da magnitude das cargas parciais pela sua separação (essencialmente, o comprimento da ligação). O momento de dipolo de uma ligação heteronuclear pode ser estimado a partir das eletronegatividades dos átomos A e B, χ_PARAe χ_B, respectivamente, usando a relação simples

onde D denota a unidade debye, que é usada para relatar os momentos de dipolo molecular (1 D = 3,34 × 10^-30 coulomb ·metro). Além disso, a extremidade negativa do dipolo está no átomo mais eletronegativo. Se os dois átomos ligados são idênticos, segue-se que o momento de dipolo é zero e a ligação é apolar.

Como a diferença de eletronegatividade entre dois ligado covalentemente átomos aumenta, o caráter dipolar da ligação aumenta à medida que as cargas parciais aumentam. Quando as eletronegatividades dos átomos são muito diferentes, a atração do átomo mais eletronegativo pelo par de elétrons compartilhado é tão grande que efetivamente exerce controle completo sobre eles. Ou seja, ganhou posse do par, e o vínculo é melhor considerado iônico. Ligações iônicas e covalentes, portanto, podem ser consideradas como constituindo para continuum ao invés de como alternativas . Este continuum pode ser expresso em termos de ressonância ao considerar uma ligação entre os átomos A e B como uma ressonância entre uma forma puramente covalente, na qual os elétrons são compartilhados igualmente, e uma forma puramente iônica, na qual o átomo mais eletronegativo (B) tem controle total sobre os elétrons:

À medida que a diferença de eletronegatividade aumenta, a ressonância fica cada vez mais a favor da contribuição iônica. Quando a diferença de eletronegatividade é muito grande, como entre um átomo eletropositivo como o sódio e um átomo eletronegativo como flúor , a estrutura iônica domina a ressonância e a ligação pode ser considerada iônica. Assim, à medida que a diferença de eletronegatividade dos dois elementos ligados aumenta, um ligação não polar dá lugar a uma ligação polar, que por sua vez se torna uma ligação iônica. Na verdade, não existem ligações puramente iônicas, assim como não existem ligações puramente covalentes; a ligação é um continuum de tipos.

Mesmo uma ligação homonuclear, que é uma ligação entre átomos do mesmo elemento, como em Cl_dois, não é puramente covalente, porque uma descrição mais precisa seria em termos de ressonância iônico-covalente:

Que a espécie é apolar apesar da ocorrência de contribuições iônicas decorre das contribuições iguais das estruturas iônicas Cl^-Cl⁺e Cl⁺Cl^-e seus dipolos de cancelamento. Esse Cl_doisé comumente considerada como uma espécie covalentemente ligada deriva da contribuição dominante da estrutura Cl ― Cl para esta mistura de ressonância. Em contraste, a função de onda da teoria da ligação de valência do cloreto de hidrogênio seria expressa como o híbrido de ressonância

Neste caso, as duas estruturas iônicas contribuem com quantidades diferentes (porque os elementos têm eletronegatividades diferentes), e a maior contribuição de H⁺Cl^-é responsável pela presença de cargas parciais nos átomos e na polaridade da molécula.

Um poliatômico molécula terá ligações polares se seus átomos não forem idênticos. No entanto, se a molécula como um todo é polar ou não (ou seja, tem um momento de dipolo elétrico diferente de zero) depende da forma da molécula. Por exemplo, as ligações carbono-oxigênio em dióxido de carbono são polares, com a carga parcial positiva no carbono átomo e a carga negativa parcial no mais eletronegativo oxigênio átomo. A molécula como um todo é apolar, no entanto, porque o momento de dipolo de uma ligação carbono-oxigênio cancela o momento de dipolo da outra, pois os dois momentos de dipolo da ligação apontam em direções opostas nessa molécula linear. Em contraste, a molécula de água é polar. Cada ligação oxigênio-hidrogênio é polar, com o átomo de oxigênio carregando a carga parcial negativa e o átomo de hidrogênio a carga parcial positiva. Como a molécula é angular em vez de linear, os momentos de dipolo da ligação não se cancelam e a molécula tem um momento de dipolo diferente de zero.

A polaridade de H_doisO é de grande importância para as propriedades da água. É parcialmente responsável pela existência da água como um líquido à temperatura ambiente e pela capacidade da água de agir como solvente para muitos compostos . A última habilidade decorre do fato de que a carga negativa parcial no átomo de oxigênio pode emular a carga negativa dos ânions que circundam cada cátion no sólido e assim ajudar a minimizar o energia diferença quando o cristal se dissolve. A carga positiva parcial nos átomos de hidrogênio pode, da mesma forma, emular a dos cátions que cercam os ânions no sólido.

ligação covalente polar Em ligações covalentes polares, como aquela entre átomos de hidrogênio e oxigênio, os elétrons não são transferidos de um átomo para outro, pois estão em uma ligação iônica. Em vez disso, alguns elétrons externos simplesmente passam mais tempo nas proximidades do outro átomo. O efeito dessa distorção orbital é induzir cargas líquidas regionais que mantêm os átomos unidos, como nas moléculas de água. Encyclopædia Britannica, Inc.

Um produto químico tende a se dissolver mais facilmente em um solvente de polaridade semelhante. Os produtos químicos não polares são considerados lipofílicos (adoram lipídios) e os polares são hidrofílicos (amam a água). As moléculas lipossolúveis e não polares passam facilmente através de um célula membrana porque se dissolvem na porção hidrofóbica não polar da bicamada lipídica. Embora permeável à água (uma molécula polar), a bicamada lipídica apolar das membranas celulares é impermeável a muitas outras moléculas polares, como íons ou aqueles que contêm muitas cadeias laterais polares. As moléculas polares passam através das membranas lipídicas por meio de sistemas de transporte específicos.

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