Predecir la geometría y la polaridad de una molécula (y II)

Sigo con una imagen "polar" no relacionada con la química ya que el calor comienza a apretar y siempre es refrescante ver una imagen tan bonita.

Vamos a continuar con la predicción de la polaridad de una molécula que empezamos en una entrada anterior. 

Si recordáis habíamos averiguado la geometría de las moléculas que habíamos tomado como ejemplo: agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) y formaldehido (CH2O). 

Fuente: www.marin.edu erik.dunmire@marin.edu

La forma de la molécula es indispensable para averiguar su polaridad, como veremos a continuación.

3r paso. Determinar la polaridad de la molécula.

En primer lugar hay que buscar el valor de electronegatividad de cada átomo en la molécula. Para ello lo podemos buscar en una tabla, o bien podemos hacer una aproximación según su posición en la tabla periódica (ver propiedades periódicas de los elementos), ya que en general la EN aumenta a medida que vamos hacia arriba y hacia la derecha en la tabla periódica de los elementos.

Fuente: http://tablaperiodica.in

Recordemos que este valor nos indicará la fuerza con la que un átomo en una molécula atraerá hacia sí los electrones que lo unen con otro átomo. Así nuestras moléculas de ejemplo quedarían aproximadamente con estos valores:

Fuente: www.marin.edu erik.dunmire@marin.edu

Lo que haremos será restar los valores entre los átomos del enlace. Esto nos indicará la fuerza con la que un átomo tirará de los electrones del otro. Si la diferencia es pequeña los electrones estarán equitativamente repartidos, pero si es grande los electrones se encontrarán más atraídos hacia el átomo más electronegativo con lo que habrá cierta repartición de cargas.

Fuente: www.marin.edu erik.dunmire@marin.edu

De todas formas no es necesario saber los números exactos, con una aproximación donde supiésemos la dirección y el sentido de las flechas bastaría. 
Como decíamos, la geometría de la molécula es importante ya que en ocasiones las polaridades de los enlaces se anulan entre si. 
El truco para visualizarlo consistirá en coger las flechas que hemos dibujado en la imagen anterior y colocarlas secuencialmente para ver si llegan al mismo punto. El orden no es importante, pero si que tengan la misma dirección y sentido. Si al final se vuelve al punto de origen (rojo): no hay polaridad; si se llega a otro punto: hay polaridad y además la dirección de la polaridad (flecha morada) es la de la flecha entre el punto de partida (rojo) y el final.

Fuente: www.marin.edu erik.dunmire@marin.edu

Para entenderlo mejor, podríamos imaginarnos que el enlace es una cuerda estirada entre dos personas, y que si uno es más fuerte que el otro será el que arrastrará con más fuerza, pero si las fuerzas de las dos personas son similares estará balanceado.

Fuente: www.marin.edu erik.dunmire@marin.edu

Es decir, que podemos concluir que la molécula de agua (H2O) es polar, con cierta carga negativa en el átomo de Oxígeno; que la molécula de dióxido de carbono (CO2) no es polar; y que el formaldehido (CH2O) es polar y su carga negativa recae sobre el átomo de Oxígeno.

Fuente: www.marin.edu erik.dunmire@marin.edu

Y ciertamente esto coincide con la realidad y explica gran parte de sus propiedades, que veremos en otra entrada.

Para saber más:

• Polaridad química http://es.wikipedia.org/wiki/Polaridad_(qu%C3%ADmica)
• Determining Polarity of Molecules, College of Marin (California - USA) www.marin.edu/homepages/ErikDunmire/CHEM105/Concept_Review/Polarity/Polarity.html
• La geometría molecular y el modelo de las repulsiones de pares electrónicos (RPECV) www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-cdquimica-tic/FlashQ/EnlaceQ/RPECV/Teoria-geometriamolecularyRPECV.htm
• Estructuras espaciales de moléculas www.100ciaquimica.net/temas/tema4/index.htm