Polarità: differenze tra le versioni

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{{nota disambigua}}

{{nota disambigua|descrizione=informazioni sul corrispondente concetto filosofico |titolo=[[polarità (filosofia)]]}}

[[ImmagineFile:Watermolecule.pngsvg|thumb|250pxminiatura|La polarità della molecola dell'acqua è responsabile della non linearità della molecola.]]

[[File:Polarity & Umpolung.png|thumb|right|320pxupright=1.5|Polarità]]

La '''polarità''' è una proprietà di una [[molecola]] data dal suo [[Momento dipolare|momento dipolare elettrico]] (o momento di dipolo elettrico), che è una [[grandezza fisica]] [[Vettore (matematica)|vettoriale]] misurabile sperimentalmente<ref>{{Cita pubblicazione|nome=S. A.|cognome=Marshall|nome2=J.|cognome2=Weber|data=1º marzo 1957|titolo=Microwave Stark Effect Measurement of the Dipole Moment and Polarizability of Carbonyl Sulfide|rivista=Physical Review|volume=105|numero=5|pp=1502-1506|lingua=en|accesso=3 agosto 2024|doi=10.1103/PhysRev.105.1502|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.105.1502}}</ref> e che deriva dalla presenza nella molecola di [[Carica elettrica|cariche elettriche]] opposte separate da una distanza. In altri termini, la molecola che costituisce un [[dipolo elettrico]] è detta '''polare'''.<ref>{{Cita libro|nome=Michael|cognome=Binnewies|nome2=Maik|cognome2=Finze|nome3=Manfred|cognome3=Jäckel|titolo=Allgemeine und anorganische Chemie|edizione=3., vollständig überarbeitete Auflage|collana=Lehrbuch|data=2016|editore=Springer Spektrum|capitolo=5.7 Elektronegativität und polare Bindung|ISBN=978-3-662-45066-6}}</ref>

In [[chimica]], la '''polarità''' è una proprietà delle [[molecola|molecole]], per cui una molecola (detta '''polare''') presenta una parziale [[Carica elettrica|carica]] positiva su una parte della molecola e una parziale carica negativa su un'altra parte opposta alla molecola. Le molecole che non presentano il fenomeno della polarità sono dette '''apolari''' o non polari.

Per una molecola, l'eventuale momento dipolare è originato da una carica positiva su una parte della molecola e una uguale carica negativa sulla parte opposta di essa. Questa carica in genere consiste in una frazione della [[carica elementare]] (''e''), per cui in chimica viene normalmente detta «[[Carica (chimica)|carica parziale]]» e viene indicata, a seconda del segno, con i simboli '''δ+''' o '''δ−'''.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=William B.|cognome=Jensen|data=2009-05|titolo=The Origin of the "Delta" Symbol for Fractional Charges|rivista=Journal of Chemical Education|volume=86|numero=5|p=545|lingua=en|accesso=3 agosto 2024|doi=10.1021/ed086p545|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed086p545}}</ref>

Tipica molecola polare è l'[[acqua]], in cui una parziale carica negativa è presente in prossimità dell'[[atomo]] di [[ossigeno]] e una parziale carica positiva è presente in prossimità dei due atomi di idrogeno.

Le molecole che non presentano momento dipolare sono dette '''apolari''' o non polari. In una molecola apolare possono essere presenti coppie di cariche spazialmente separate, ma in tal caso la [[somma vettoriale]] dei singoli momenti dipolari risulta nulla e questa condizione è decidibile in base alla [[Simmetria molecolare|simmetria]] della molecola stessa, cioè dalla sua [[classe di simmetria]].<ref>{{Cita libro|nome=Magdolna|cognome=Hargittai|nome2=István|cognome2=Hargittai|titolo=Symmetry through the eyes of a chemist|url=https://www.worldcat.org/title/144222175|accesso=3 agosto 2024|edizione=3rd ed|data=2009|editore=Springer|capitolo=2.6. Polarity|oclc=144222175|ISBN=978-1-4020-5627-7}}</ref>

La polarità inoltre determina la miscibilità tra composti: in genere due composti polari sono miscibili. La polarità viene espressa quantitativamente dal suo [[Momento di dipolo elettrico|momento di dipolo]], che si ottiene moltiplicando la carica parziale presente ai due estremi per la distanza tra le cariche.

In genere, in molecole triatomiche o poliatomiche, quando alcuni atomi tutti uguali fra loro sono legati ad un atomo centrale di tipo diverso, la molecola può non avere momento dipolare se la geometria della molecola fa sì che le cariche siano distribuite in maniera simmetrica nella molecola; molecole di questo tipo aventi momento dipolare nullo sono, ad esempio, [[Fluoruro di berillio|BeF₂]] (triatomica lineare), [[Trifluoruro di boro|BF₃]] (planare trigonale), [[Metano|CH₄]] ([[Tetraedro|tetraedrica]]), [[Pentafluoruro di fosforo|PF₅]] ([[Bipiramide triangolare|bipiramide trigonale]]), [[Esafluoruro di zolfo|SF₆]] ([[Ottaedro|ottaedrica]]), etc.<ref>{{Cita libro|nome=Erwin|cognome=Riedel|nome2=Christoph|cognome2=Janiak|titolo=Anorganische chemie|edizione=10. Auflage|collana=De Gruyter Studium|data=2022|editore=De Gruyter|capitolo=2.2.9 Polare Atombindung, Dipole|ISBN=978-3-11-069604-2}}</ref>

In genere in molecole con più di due atomi, quando gli atomi sono tutti uguali fra loro e legati ad un atomo centrale di tipo diverso, (ad esempio CH₄), la molecola non presenta comportamento polare, poiché le polarità di ogni singolo legame si annullano tra loro.

TipicaUn esempio di molecola polare è lla molecola dell'[[acqua]] ([[Idrogeno|H]]₂[[Ossigeno|O]]), in cui una parziale carica parziale negativa è presente in prossimità dell'[[atomo]] di [[ossigeno]] (O) e una parziale carica parziale positiva è presente in prossimità dei due atomi di idrogeno (H).

Il grado di polarità di un [[legame covalente]] dipende dalla capacità relativa degli atomi legati di attrarre gli elettroni. La differenza [[Vettore (matematica)|vettoriale]] dell'[[elettronegatività]] dei singoli atomi permette di stimare il grado di polarità di un legame. Perciò il grado di polarità varia all'aumentare della differenza di elettronegatività.

Il grado di polarità di un [[legame covalente]] dipende dalla capacità di ciascun atomo legato di attrarre a sé gli elettroni di legame, proprietà nota come [[elettronegatività]]. La differenza di elettronegatività di singoli atomi legati tra loro permette di stimare il grado di polarità di tale legame. A parità di altri fattori, la polarità di un legame aumenta all'aumentare della differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti nel legame stesso.<ref>{{Cita web|url=https://chem.libretexts.org/Courses/East_Tennessee_State_University/CHEM_3110%3A_Descriptive_Inorganic_Chemistry/03%3A_Bonding_Theories/3.05%3A_Molecular_Polarity|titolo=3.5: Molecular Polarity|sito=Chemistry LibreTexts|data=28 maggio 2021|lingua=en|accesso=3 agosto 2024}}</ref>

La polarità in una molecola quindi si presenta se gli elettroni di [[legame chimico|legame]] tra due atomi diversi '''A''' e '''B''' non sono equamente condivisi a causa della diversa elettronegatività dei due [[atomo|atomi]].

La polarità di una molecola influenza la [[miscibilità]] tra due [[sostanza chimica|sostanze]]: in genere, due sostanze entrambe polari o entrambe apolari sono miscibili tra loro.

Si viene pertanto a creare un [[dipolo elettrico]] di momento:

== Momento di dipolo ==

La polarità inoltre determina la miscibilità tra composti: in genere due composti polari sono miscibili. La polarità viene espressa quantitativamente dal suo [[Momento di dipolo elettrico|momento di dipolo]],. Nel caso semplice di molecole biatomiche tale momento cheè siil ottieneprodotto moltiplicandodella la carica parziale presente ai due estremi per la distanza tra le cariche.

La polarità in una molecola quindi si presenta se gli elettroni di [[legame chimico|legame]] tra due atomi diversi '''A''' e '''B''' non sono equamente condivisi a causa della diversa elettronegativitàcapacità dei due [[atomo|atomi]] di attrarre a sé gli elettroni di legame, cioè se i due atomi hanno diversa elettronegatività.

Si viene pertanto a creare un [[dipolo elettrico]], il cui momento è:<ref>{{Cita web|url=https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01929|titolo=IUPAC - electric dipole moment (E01929)|autore=The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)|sito=goldbook.iupac.org|accesso=3 agosto 2024}}</ref>

:<math>\mu = q * d</math>

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dove '''d''' è la distanza tra le due [[carica elettrica|cariche]] '''+q''' e '''-q''' che costituiscono il dipolo elettrico

:<math>^{{+q}} A - B ^{{-q}}</math>

nel caso sia B più elettronegativo di A.

Poiché il [[momento di dipolo elettrico|momento dipolare]] di legame e la [[Lunghezza di legame|distanza di legame]] si possono misurare sperimentalmente, è possibile determinare la carica dipolareparziale '''q''' e quindi definire in base a questo la percentuale di carattere ionico diin un [[legame covalente]]. Quindi, per una molecola biatomica, si ha:

|'''''q'''''| = |''μ''|&nbsp;/&nbsp;''d''

Il momento elettrico delle molecole poliatomiche sarà dato dalla somma vettoriale dei momenti dipolari dei singoli legami e degli eventuali [[Coppia solitaria|doppietti solitari]]; quindi il momento risultante, che indicherà se la molecola sarà polare o meno, dipenderà anche dalla geometria della molecola.

IlIn un trattamento semplificato, il momento dipolare elettrico delle molecole poliatomiche sarà dato dalla somma vettoriale dei momenti dipolari dei singoli legami e degli eventuali [[Coppia solitaria|doppietti solitari]]; quindi il momento risultante, che indicherà se la molecola saràsia polare o meno, dipenderà anche dalla geometria della molecola.

Per esempio [[anidride carbonica|CO₂]], [[trifluoruro di boro|BF₃]], [[tetrafluoruro di carbonio|CF₄]] non sono polari a dispetto degli elevati momenti dipolari dei singoli legami coinvolti.

Per esempio, le molecole dell'[[ammoniaca|NHanidride carbonica]] (CO₂), [[anidride solforica]] (SO₃), [[tetrafluoruro di carbonio]] (CF₄) sono apolari nonostante gli elevati momenti dipolari che ci si attendono per i singoli legami coinvolti. Invece, le molecole dell'[[ammoniaca]] (NH₃), [[trifluoruro di azoto|]] (NF₃]]), [[acqua|]] (H₂O]],) e [[trifluorometano|]] (CHF₃]]) sono, invece, molecole polari.

== Note ==

<references/>

==Bibliografia==

* {{cita libro | cognome= Solomons | nome= T. W. Graham | titolo= Chimica organica | editore= Zanichelli | città= Bologna | anno= 2001 |ed= 2 | idisbn= ISBN 888-80808-09414-6 |cid= Solomons |paginepp= pp. 18-20 }}

==Voci correlate==

* [[Dipolo molecolare]]

* [[Legame chimico]]

* [[Legame idrogeno]]

* [[Unità di formula]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|preposizione=sulla|wikt=polarità}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{cita web|url=http://goldbook.iupac.org/P04710.html|titolo=IUPAC Gold Book, "polarity"|lingua=en}}

{{Soluzioni chimiche}}

{{Portale|chimica|fisica}}

[[Categoria:Chimica fisica]]

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[[ca:Polaritat química]]

[[cs:Polární molekula]]

[[da:Kemisk polaritet]]

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[[fr:Polarité (chimie)]]

[[gl:Polaridade química]]

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