Diferença entre polares e não polares (com tabela)

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

The difference is that a polar bond will have an uneven distribution of electrons between the two bonded atoms, whereas a non-polar bond will have electrons being shared equally. Whether a bond between two atoms will be polar or non-polar is dictated by the degree of difference in the elements’ electronegativity (conhecido como X), que pode ser explicada 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 ComparaçãoLigações polaresLigações não polares
Liga dois do mesmo elementoNãosim
Diferença de eletronegatividade0.5-1.70-0.4
Carga de molécula resultanteLigeiramente negativo em uma extremidade e positivo na outraMolécula com carga neutra
Compartilhamento igual de elétronsNãosim
Pontos de ebulição e fusãoVariadoGeralmente 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, a 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 em cargas negativas em cada extremidade 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 maneira 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.

Como tal, 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 grande quantidade de energia para serem cortadas.

No entanto, nem sempre é esse o caso. Carbono (X = 2,55) e hidrogênio (X = 2,2) podem ser encontrados ligados entre si em uma grande quantidade de compostos orgânicos, e devido à pequena diferença na eletronegatividade (0,35) ainda é considerada uma ligação apolar.

These types of bonds are very important in biology. The life-giving molecules of oxygen and ozone are both made possible by non-polar bonds. Even inside our own bodies, we have strings of amino acid peptides that join together via non-polar bonds and help form our DNA.


Principais diferenças entre ligações polares e não polares

  1. 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 .
  2. Uma vez que os elétrons são distribuídos desigualmente por uma ligação polar, o que é conhecido como 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 não polares.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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 da presença de elétrons ao redor do elemento com maior eletronegatividade, enquanto as ligações não polares 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.


 

Referências

  1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i160009a001
  2. https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4772647