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9.8: Polaridad de Enlace, Momento Dipolo y Porcentaje de Carácter Iónico
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Bond Polarity, Dipole Moment, and Percent Ionic Character
 
TRANSCRIPCIÓN

9.8: Polaridad de Enlace, Momento Dipolo y Porcentaje de Carácter Iónico

Polaridad de enlace

El valor absoluto de la diferencia en electronegatividad (ΔEN) de dos átomos unidos proporciona una medida aproximada de la polaridad que se espera en el enlace y, por lo tanto, el tipo de enlace. Cuando la diferencia es muy pequeña o cero, el enlace es covalente y no polar. Cuando es grande, el enlace es covalente polar o iónico. Los valores absolutos de las diferencias de electronegatividad entre los átomos en los enlaces H–H, H–CL y Na–CL son 0 (no polar), 0,9 (covalente polar) y 2,1 (iónico), respectivamente. 

El grado en que los electrones son compartidos entre los átomos varía desde completamente igual (enlace covalente puro) a nada en lo absoluto (enlace iónico). 

  • Por ejemplo, los átomos H y F en HF tienen una diferencia de electronegatividad de 1,9, y los átomos N y H en NH3 tienen una diferencia de 0,9, sin embargo ambos compuestos forman enlaces que se consideran covalentes polares. 
  • Asimismo, los átomos de Na y Cl en NaCl tienen una diferencia de electronegatividad de 2,1, y los átomos de Mn y I en MnI2 tienen una diferencia de 1,0, sin embargo ambas sustancias forman compuestos iónicos.

La mejor guía para el carácter covalente o iónico de un enlace es considerar los tipos de átomos involucrados y sus posiciones relativas en la tabla periódica. 

  • Los enlaces entre dos no metales generalmente son covalentes.
  • El enlace entre un metal y un no metal es a menudo iónica.

Algunos compuestos contienen enlaces covalentes e iónicos. Los átomos de iones poliatómicos, como el OH, NO3 y NH4+, están unidos por enlaces covalentes polares. Sin embargo, estos iones poliatómicos forman compuestos iónicos al combinarse con iones de carga opuesta. Por ejemplo, el nitrato de potasio, KNO3, contiene al catión K+ y al anión poliatómico NO3. Por lo tanto, el enlace en el nitrato de potasio es iónico, resultando de la atracción electrostática entre los iones K+ y NO3, así como covalente entre los átomos de nitrógeno y oxígeno en NO3.

Polaridad Molecular y Momento Dipolo

Como se discutió anteriormente, los enlaces covalentes polares conectan dos átomos con diferentes electronegatividades, dejando un átomo con una carga positiva parcial (δ+) y el otro átomo con una carga negativa parcial (δ–), a medida que los electrones son empujados hacia el átomo más electronegativo. Esta separación de carga da lugar a un momento dipolo de enlace. La magnitud de un momento dipolo de enlace está representada por la letra griega mu (µ) y está dada por la fórmula mostrada aquí, donde Q es la magnitud de las cargas parciales (determinadas por la diferencia de electronegatividad) y r es la distancia entre las cargas:

Eq1

Este momento de enlace se puede representar como un vector, una cantidad que tiene dirección y magnitud. Los vectores dipolo se muestran como flechas apuntando junto con el enlace desde el átomo menos electronegativo hacia el átomo más electronegativo. Un signo más pequeño se dibuja en el extremo menos electronegativo para indicar el extremo parcialmente positivo del enlace. La longitud de la flecha es proporcional a la magnitud de la diferencia de electronegatividad entre los dos átomos.

Una molécula entera también puede tener una separación de carga, dependiendo de su estructura molecular y de la polaridad de cada uno de sus enlaces. Si existe tal separación de carga, se dice que la molécula es una molécula polar (o dipolo); de lo contrario, se dice que la molécula es no polar. El momento dipolo mide la extensión de la separación de la carga neta en la molécula como un todo. El momento dipolo se determina añadiendo los momentos de enlace en el espacio tridimensional, teniendo en cuenta la estructura molecular.

Para las moléculas diatómicas, sólo hay un enlace, por lo que su momento dipolo de enlace determina la polaridad molecular. Las moléculas diatómicas homonucleares como Br2 y N2 no tienen diferencia en la electronegatividad, por lo que su momento dipolo es cero. Para moléculas heteronucleares como EL CO, hay un pequeño momento dipolo. Para HF, hay un momento dipolo más grande porque hay una diferencia más grande en electronegatividad.

Cuando una molécula contiene más de un enlace, se debe tener en cuenta la geometría. Si los enlaces en una molécula están dispuestos de tal manera que sus momentos de enlace se cancelen (la suma vectorial es igual a cero), entonces la molécula es no polar. Esta es la situación en el CO2. Cada uno de los enlaces es polar, pero la molécula en su conjunto es no polar. A partir de la estructura de Lewis, y usando la teoría de VSEPR, se determina que la molécula de CO2 es lineal con enlaces polares C=O en lados opuestos del átomo de carbono. Los momentos de enlace se cancelan porque apuntan en direcciones opuestas. En el caso de la molécula de agua, la estructura de Lewis muestra de nuevo que hay dos enlaces por un átomo central, y la diferencia de electronegatividad muestra de nuevo que cada uno de estos enlaces tiene un momento de enlace distinto de cero. En este caso, sin embargo, la estructura molecular está curvada debido a los pares solitarios en el O, y los dos momentos de enlace no se cancelan. Por lo tanto, el agua tiene un momento dipolo neto y es una molécula polar (dipolo).

Este texto es adaptado deOpenstax, Química 2e, Capítulo 7.2: Enlace Covalente y Openstax, Química 2e, Capítulo 7.6 Estructura Molecular y Polaridad.

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