Momento dipolo: definición, ecuación y ejemplos

Definición de polaridad y momento dipolar

¿Alguna vez has compartido la cama con alguien a quien le gusta acaparar todas las mantas? Ambos pueden irse a dormir con la intención de compartir las sábanas por igual, pero de alguna manera durante la noche, el edredón y las sábanas se acercan naturalmente a su lado de la cama, dejándolo frío e incómodo. En química, este tipo de reparto desigual es la base de la polaridad del enlace y los momentos dipolares.

Cuando los átomos comparten electrones, forman un enlace covalente . Si uno de los átomos en ese enlace tiene una atracción más fuerte por los electrones que el otro, entonces los electrones se comparten de manera desigual y el enlace se clasifica como un enlace covalente polar . Los enlaces covalentes polares dan como resultado una distribución de carga desigual entre los átomos. Dado que los electrones llevan de forma innata una carga negativa, el átomo con la atracción más fuerte por los electrones queda rodeado por una carga negativa parcial, y el átomo con una atracción más débil por los electrones queda con una carga positiva parcial.

Un momento dipolar es simplemente la medida de la polaridad neta en una molécula. Si una molécula contiene enlaces polares que están distribuidos de manera desigual alrededor del centro, habrá una distribución de carga desigual en toda la molécula, lo que la convierte en una molécula polar. Las moléculas polares exhiben una gran diferencia en la carga eléctrica (un extremo positivo y un extremo negativo), también conocido como momento dipolar.

Por ejemplo, el amoníaco (NHsub3) es una molécula polar. Como puede ver, el amoníaco consiste en un átomo de nitrógeno unido covalentemente a tres átomos de hidrógeno. Dado que el nitrógeno tiene una atracción más fuerte para los electrones que el hidrógeno, los electrones que comparten se atraen hacia el nitrógeno y se alejan del hidrógeno. Esto le da al nitrógeno una carga parcial negativa (que se indica con un signo menos en N) y al hidrógeno una carga parcial positiva (que se indica con un signo más en cada H). La presencia de una carga positiva y negativa en la molécula significa que el amoníaco es polar y, por lo tanto, exhibe un momento dipolar neto.

Ecuación del momento dipolar

El momento dipolar de una molécula se puede cuantificar usando la Ecuación 1. Aquí, el símbolo griego mu representa el momento dipolar calculado en unidades de debyes (D) o metros de Coulomb (C * m); Q mayúscula representa el valor de la carga en cada extremo de la molécula, que se mide en culombios (C); y la minúscula r es la distancia entre cargas en metros (m).

De la ecuación, vemos que el momento dipolar es directamente proporcional a la distancia entre cargas. En otras palabras, cuanto más separadas estén las cargas, mayor será el momento dipolar.

Problema de ejemplo

Probemos con un problema de práctica:

La longitud del enlace en una molécula de HCl es 1.27 x 10 ^ -10 my la magnitud de la carga en cada átomo es 1.60 x 10 ^ -19 C. Calcula el momento dipolar resultante.

Para resolver este problema, debemos sustituir los valores dados para la carga y la distancia en la ecuación del momento dipolar y multiplicar para encontrar mu, que resulta ser 2.032 x 10 ^ -29 C * m, como se muestra aquí.

Resumen de la lección

En resumen, el momento dipolar de una molécula es una medida de su polaridad general o distribución de carga desigual. Las moléculas con un extremo positivo y un extremo negativo son moléculas polares y, por lo tanto, exhiben un momento dipolar. El dipolo se puede calcular (en metros de Coulomb) multiplicando la carga en cualquier extremo de la molécula (en Coulombs) por la distancia entre las cargas (en metros). Finalmente, cuanto mayor es la distancia entre las cargas, mayor es el dipolo.

¡Lástima que el intercambio desigual de mantas no sea tan fácil de resolver!

Términos clave del momento dipolar

• Momento dipolo : es la medida de la polaridad general o la distribución de carga desigual de una molécula
• Enlaces covalentes : ocurre cuando los átomos comparten electrones
• Enlace covalente polar : cuando los electrones se comparten de manera desigual

Los resultados del aprendizaje

Después de que termine esta lección, averigüe qué tan hábil es usted para hacer lo siguiente:

• Distinguir entre enlaces covalentes covalentes y polares
• Diseccionar la ecuación del momento dipolar
• Demuestra cómo medir el momento dipolar de una molécula.