¿Una molécula que tiene una distribución simétrica de enlaces covalentes polares será no polar en su conjunto?

Voy a escribir una respuesta a su pregunta y le di el ejemplo de dos compuestos y explicaré por qué una molécula es polar. pero sobre la base de simetría, geometría y momento dipolar.

La forma de una molécula y la polaridad de sus enlaces determinan la POLARIDAD GLOBAL de esa molécula. Una molécula que contiene enlaces polares, podría no tener ninguna polaridad general, dependiendo de su forma. La definición simple de si una molécula compleja es polar o no depende de si sus centros globales de cargas positivas y negativas se superponen. Si estos centros se encuentran en el mismo punto en el espacio, entonces la molécula no tiene polaridad general (y no es polar). Si una molécula es completamente simétrica, entonces los vectores de momento dipolar en cada molécula se cancelarán entre sí, haciendo que la molécula sea no polar. Una molécula solo puede ser polar si la estructura de esa molécula no es simétrica.

Distribuciones de carga de CO2 y H2O. Las regiones de color azul y rojo son regiones negativas y con signo positivo, respectivamente.

Un buen ejemplo de una molécula no polar que contiene enlaces polares es el dióxido de carbono. Esta es una molécula lineal y cada enlace C = O es, de hecho, polar. El carbono central tendrá una carga neta positiva, y los dos átomos de oxígeno externos una carga negativa neta. Sin embargo, dado que la molécula es lineal, estos dos dipolos de enlace se cancelan entre sí (es decir, la adición del vector de los dipolos es igual a cero) y la molécula general tiene un momento dipolar cero (μ = 0 [matemática] μ = 0 [/ matemática] )

mientras que el agua tiene una estructura doblada debido a la presencia de dos pares solitarios, por lo que su momento dipolar de cada átomo de OH no se cancelará y tiene un alto valor de momento dipolar = 1.84 D, por lo que el agua es polar.

El momento dipolar determina la polaridad de una sustancia.

La polaridad general de dicha molécula depende de su momento dipolar neto, que a su vez depende del nivel de simetría que posee.

Las moléculas lineales, planas triangulares, tetraédricas, planas cuadradas y hexagonales con enlaces polares equivalentes no son polares, ya que sus momentos dipolares netos son cero debido al alto grado de simetría. CO2, C2H2, BF3, SO3, CH4, CCl4, C6H6 son ejemplos de tales moléculas.

Por otro lado, las moléculas con menor número de elementos de simetría son polares en su conjunto, porque tienen momentos dipolares netos. Ejemplos: H2O, H2S, NH3, NO2, SO2, PCl3, etc.

Si entiendo su término de simetría correcto, entonces sí, la molécula será no polar.
La polaridad entre enlaces covalentes se da en términos de momento magnético (μ). μ es un vector. Si la suma de los vectores de momento magnético es 0, entonces la molécula no es polar. La noción de “simetría” no debe ser acuñada solo en términos de configuración geométrica sino también en términos de distancia de enlace / energía / fuerza (que por supuesto depende de la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman el enlace covalente).

A veces.

El amoníaco (NH3) y el agua (H2O) son muy polares, aunque hay elementos de simetría en ellos. En ambos casos, hay 4 pares de electrones en la capa de unión del átomo central. Estos 4 pares se extienden más o menos en un tetraedro, lo más separados que pueden estar uno del otro. En el agua, dos pares se unen a átomos de hidrógeno (y se ven algo positivos), y dos pares no se unen con nada (y se ven algo negativos). En el amoníaco, tres pares se unen con hidrógeno y un par no.

Algunas moléculas como CCl4 (que es tetraédrica) y BF3 (que es plana) (gracias, An Shi) no son polares en su conjunto a pesar de que tienen enlaces covalentes polares. Esto se debe a que no hay pares de electrones no unidos alrededor del átomo central, por lo que todos los electrones y todos los átomos unidos están igualmente espaciados y las polaridades se cancelan entre sí.

Bueno, realmente depende.

Piense en el agua H2O molecular, tiene dos enlaces HO polares y son simétricos en espejo y tienen un ángulo de 109.5 entre los dos enlaces, pero la molécula while es polar.

Pero para la molécula BF3, tiene tres BF polares, los cuatro átomos están en el mismo plano y están distribuidos simétricamente en espejo, la molécula completa no es polar.