viernes, 30 de marzo de 2012

Polar y apolar

Como dicen que una chica en biquini siempre aumenta el número de visitas, es la primera foto del artículo. Ya os comentaré si el artículo ha tenido mas visitas...No obstante no vamos a hablar ni de osos polares, ni mucho menos de la cerveza de marca polar, sino de química, y de una parte muy importante de la misma: de la polaridad y de la electronegatividad. 

La historia comienza en 1932, cuando el genio de la física, química y medicina Linus Pauling propone el término electronegatividad y crea una escala de valores (de 1.0 a 4.0) para cada uno de los elementos de tabla periódica. Pauling se dió cuenta de que el enlace covalente entre dos átomos diferentes (A-B) era mas corto, y por tanto mas energético, que el predecible a partir de las moléculas homoatómicas (A-A y B-B). Pauling entendió este hecho como una contribución electrostática en el enlace covalente, y por tanto una componente iónica en el enlace.





La electronegatividad representaría la tendencia de un elemento a atraer electrones del enlace covalente para si mismo. Pauling de esta manera estableció la escala de electronegatividad proponiendo un 1.0 para el sodio y 4.0 para el Fluor, el elemento mas electronegativo de todos, es decir el que tiene mas tendencia a coger electrones, y el sodio de los que tienen menos (el Francio le supera ya que la posee de 0,7). De una forma mas sencilla, se puede decir que el Fluor es el elemento mas egoísta, ya que cuando está enlazado es el que mas tendencia tiene a coger para si los electrones del enlace.


Así pues imaginemos que tenemos un enlace H-H y otro enlace H-Cl. El primer enlace posee dos hidrógenos, y por tanto al ser el mismo elemento poseen los dos átomos la misma electronegatividad. En resumidas cuentas, esto implica que ningún hidrogeno es capaz de coger los electrones del otro, puesto que su electronegatividad es la misma. ¿Que sucede con el enlace H-Cl? Ahora el cloro tendrá tendencia a atraer para si los electrones del enlace (es mas electronegativo que el Hidrógeno (mas egoísta)), dejando al hidrógeno casi sin electrones, creando una separación de cargas y por tanto una contribución iónica en el enlace. Ahora en el enlace H-Cl aparece un momento dipolar, una separación de cargas. El enlace H-H es apolar y el enlace H-Cl es polar.



Una clásica molécula polar es el agua, y muchas de sus propiedades residen en este hecho, que provoca que realice puentes de hidrógeno, unos enlaces intermoleculares relativamente fuertes.


EL EXPERIMENTO 


¿Como podemos distinguir cuando una molécula es polar y cuando no?

Lo cierto es que predecir la polaridad de una molécula es mas complicado, puesto que no solo tenemos un enlace, sino que podemos tener varios, cada uno de ellos pudiendo ser polar o apolar. Ademas hemos de considerar la geometría de la molécula. Pensad que pasaría si la molécula de agua fuese totalmente lineal...aunque los enlaces H-O son polares, la molécula quedaría apolar ya que los momentos dipolares quedarían anulados. El hecho de la molécula de agua sea angular le confiere polaridad y por lo tanto separación de cargas en la molécula en si. Esta separación de cargas es visible en el laboratorio. Si dejamos caer un chorro fino de agua y de otro líquido apolar (como por ejemplo el hexano) y acercamos una barra cargada eléctricamente, el chorro fino de agua se moverá hacia la barra cargada, atraída por la carga electrostática, mientras que la molécula apolar no lo hará.


   

Aquí os dejo con alguna foto del experimento. Lo cierto que es que se trata de uno de mis experimentos favoritos para realizar en clase, siempre gusta mucho, y a mi personalmente me encanta realizar experimentos donde mezclamos teorías químicas, físicas, y de otras ciencias, dando a entender que toda la ciencia está interrelacionada.





¡¡Saludos y hasta la próxima!!


 Sergio

8 comentarios:

Javier dijo...

Buenas compañero. Primero decirte que la intensa mirada de Pauling anula completamente el efecto bikini.

Segundo, yo siempre contaba esto mismo así y este experimento del agua (con un globo)lo puse en mi tercer libro, pero un día me encontré con esto y me dejó un poco intranquilo. Son varias cosas, de este experimento se habla en la parte central

http://www.slideserve.com/ziv/misconceptions-in-common-lecture-demonstrations-dr-richard-berg-university-of-maryland-2009-summer-aapt-meeting-an

Un abrazo y a ver qué me puedes contar tú.

Javi

Sergio Paredes dijo...

Hola Javi,

me encantan tus comentarios, son muy interesantes. La explicación completa del proceso se puede encontrar en el 3r volumen de Chemical DEmonstrations de Bassam Z. Shakhashiri, aquí tienes el enlace para leerlo, y yo me fío bastante de este libro y de este autor:

http://books.google.es/books?id=vWXFm1TcpGkC&pg=PA330&lpg=PA330&dq=polar+liquids+stream&source=bl&ots=Mwb3SDzDXV&sig=EY111HFxqyqDMjzs-s-5PU8bo74&hl=es&sa=X&ei=YUd3T-3rBoGg4gTx_5CWDw&ved=0CEUQ6AEwAg#v=onepage&q=polar%20liquids%20stream&f=false

Respecto al powerpoint es cierto que quizás la fuerza ejercida por el dipolo sea muy pequeña, pero hay que pensar que son millones y millones de moléculas de agua que se orientaran hacia el campo eléctrico generado. Quizás mi ingles no sea muy bueno, pero creo entender que tampoco da una mejor explicación del fenómeno.

Todo son hipótesis y por tanto modificables. De momento me quedo con la explicación de Bassam Z. Shakhashiri, a la espera de que quizás haya por ahí una explicación mejor. No tengo acceso al artículo del Journal of Chemical Education, del que hace referencia el powerpoint, pero ya intentaré conseguirlo.

¡¡Gracias por la información y un saludo bien grande!!

Sergio

Javier dijo...

Gracias por el texto, me vendrá muy bien para mi próximo trabajo.

Un abrazo

Javi

Sergio Paredes dijo...

Gracias a ti Javi!! Acabo de ver que el JCE que referencian en el powerponit es posterior a los citados por el libro de Shakhashiri, osea que quizás la información del libro esté obsoleta...Habrá que revisarlo...

Un saludo bien grande,

Sergio

Laboratory Instrument dijo...

The polarity of the bonds depend on the electronegativity of the combining atoms taking part in the covalent bond.

Sergio Paredes dijo...

Hello Laboratori Instrument,

Thanks for your comment. When you speak about polarity in a molecule, you have to talk about the polarity of the bonds, but also geometry of the molecule.

Thanks for reading CLUSTER!

Sergio

mucho gusto dijo...

Hola! De casualidad llegué a uno de tus videos, y ahora me enganché con tu blog. Es fascinante! Te felicito por hacer tan entretenida la transmisión de conocimientos! Sos muy motivante!

Sergio Paredes dijo...

Pues muchísimas gracias por tu comentario, espero que ayude y que guste.

Un saludo,

Sergio

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