Na química, as ligações covalentes entre os átomos podem ser classificadas em polares ou não polares, dependendo de como seus elétrons compartilhados são distribuídos entre os dois elementos que mantêm juntos.
Polar vs Não Polar
A diferença é que uma ligação polar terá uma distribuição desigual de elétrons entre os dois átomos ligados, enquanto uma ligação apolar terá elétrons sendo compartilhados igualmente. Se uma ligação entre dois átomos será polar ou apolar é ditado pelo grau de diferença na eletronegatividade dos elementos (conhecido como X), que pode ser explicado como a intensidade da atração compartilhada do elétron por um determinado elemento.
As ligações covalentes polares e não polares, que se referem a como os átomos individuais estão conectados, não devem ser confundidas com moléculas polares e não polares, que podem ser potencialmente compostas de muitos átomos e ligações diferentes, polares e não polares.
Tabela de comparação entre ligações polares e não polares (na forma tabular)
| Parâmetro de Comparação | Ligações polares | Ligações não polares |
|---|---|---|
| Liga dois do mesmo elemento | Não | sim |
| Diferença de eletronegatividade | 0.5-1.7 | 0-0.4 |
| Carga de molécula resultante | Ligeiramente negativo em uma extremidade e positivo na outra | Molécula com carga neutra |
| Compartilhamento de elétrons igual | Não | sim |
| Pontos de ebulição e fusão | Variado | Geralmente muito baixo |
O que é Polar Bond?
Uma ligação polar é uma união química de dois elementos com uma diferença de eletronegatividade maior que 0,4 e menor que 1,8.
Elétrons carregados negativamente são compartilhados entre os dois átomos conectados (conhecido como uma molécula), no entanto, a diferença na eletronegatividade faz com que os elétrons que circulam ao redor dos núcleos de cada átomo sejam distribuídos de forma desigual entre os dois.
Os elétrons serão preferencialmente distribuídos em torno dos núcleos do átomo com maior eletronegatividade, por exemplo, em uma molécula de água, que é composta por dois átomos de hidrogênio (X = 2,2) ligados ao lado de um átomo de oxigênio (X = 3,44), os elétrons compartilhados que compõem a molécula de água passarão um período mais longo de tempo geral circulando os núcleos dos átomos de oxigênio.
Nesse caso, o maior número de elétrons atraídos pelo átomo de oxigênio fará com que a extremidade do oxigênio da molécula de água seja levemente carregada negativamente (conhecido como momento de dipolo), e o hidrogênio termina com uma carga ligeiramente positiva. Isso é conhecido como uma molécula polar. É interessante notar que as ligações covalentes polares nem sempre resultam na formação de uma molécula polar. Em muitos casos, isso é verdade, no entanto, dependendo do arranjo geométrico dos átomos dentro de uma dada molécula, o diferença na eletronegatividade de certas ligações polares pode acabar se cancelando. Um exemplo disso é a molécula de dióxido de carbono (CO2), que contém uma molécula de oxigênio ligada a ambas as extremidades de uma molécula de carbono. O arranjo linear resulta nas cargas negativas em ambas as extremidades da molécula sendo iguais, e mesmo que o átomo de carbono no meio da molécula tenha carga positiva, terminaremos com duas ligações polares dentro de uma molécula apolar.
O que é Non-Polar Bond?
Se uma ligação polar é aquela em que os elétrons compartilhados são distribuídos de forma desigual entre dois átomos, então é lógico que, quando os elétrons são compartilhados igualmente entre os dois átomos, a ligação resultante é conhecida como apolar.
A diferença na eletronegatividade em ligações covalentes não polares deve estar entre 0-0,4 para que os elétrons carregados negativamente sejam compartilhados uniformemente (ou muito perto de uniformemente) entre os dois átomos devido à falta de "atração" eletromagnética de qualquer um dos átomos. Assim, as ligações covalentes não polares geralmente ocorrem quando um átomo de um determinado elemento se junta a outro elemento idêntico, por exemplo, O2 (oxigênio), H2 (dihidrogênio) e O3 (ozônio). Essas ligações são consideradas ligações muito fortes e requerem grandes quantidades de energia para cortar. No entanto, nem sempre é esse o caso. Carbono (X = 2,55) e hidrogênio (X = 2,2) podem ser encontrados ligados em uma grande quantidade de compostos orgânicos, e devido à pequena diferença na eletronegatividade (0,35) ainda é considerada uma ligação apolar. Esses tipos de ligações são muito importantes na biologia. As moléculas vitais de oxigênio e ozônio são possibilitadas por ligações não polares. Mesmo dentro de nossos próprios corpos, temos cadeias de peptídeos de aminoácidos que se unem por meio de ligações não polares e ajudam a formar nosso DNA.
Principais diferenças entre ligações polares e não polares
- Em ligações polares, os elétrons irão se associar preferencialmente com o elemento que possui a maior eletronegatividade, no entanto, ligações não polares estão entre elementos com valores X iguais ou muito semelhantes e, portanto, apresentam uma distribuição igual de elétrons em ambos os lados da ligação.
- Uma vez que os elétrons são distribuídos de forma desigual através de uma ligação polar, o que é conhecido como um momento de dipolo ocorrerá, o que resulta em uma ligeira diferença na carga elétrica entre as duas extremidades dos átomos ligados. No entanto, o momento de dipolo não ocorre em ligações apolares.
- Após o momento de dipolo em uma ligação polar, o átomo com maior eletronegatividade terá uma carga ligeiramente negativa devido ao seu maior número de elétrons, deixando a outra extremidade ligeiramente positiva em comparação.
- Isso pode ser comparado a ligações não polares, onde temos zero, ou uma diferença insignificante de carga devido à distribuição uniforme de elétrons entre os elementos ligados.
- Ligações não polares normalmente ocorrem entre elementos que são idênticos ou muito semelhantes eletronegativamente, o que significa que são muito difíceis e requerem muita energia para separar; no entanto, ligações polares entre elementos distintos são geralmente mais fáceis de quebrar.
Conclusão
A maneira como os elétrons compartilhados se movem entre os diferentes átomos é diretamente influenciada pelo fato de a ligação ser polar ou apolar e continua a contribuir para ditar a natureza da carga elétrica da molécula resultante. As ligações polares resultam em um aumento líquido do elétron presença ao redor do elemento com maior eletronegatividade, enquanto ligações apolares unem dois elementos de eletronegatividade igual ou muito semelhante e são, portanto, caracterizadas por uma distribuição muito uniforme de elétrons ao redor dos núcleos dos dois átomos.
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i160009a001
- https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4772647
