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426 CAPÍTULO 10 Enlace químico II: Geometría molecular e hibridación de orbitales atómicos

En una molécula diatómica como el Para mantener la neutralidad eléctrica , las cargas en ambos extremos de una molécula
HF, la carga Q es igual a D1 y D2.
diatómica eléctricamente neutra deben ser iguales en magnitud y de signo opuesto. Sin
embargo, en la ecuación (10.1) Q se refi ere sólo a la magnitud de la carga y no a su
signo, por lo que m siempre es positiva. El momento dipolar generalmente se expresa en
1
unidades debye (D) , así llamadas por Peter Debye. El factor de conversión es
1 D 5 3.336 3 10 230 C m

donde C es culombio y m es metro.
Las moléculas diatómicas que contienen átomos de elementos diferentes (por ejemplo
Animación
Polaridad de moléculas HCl, CO y NO) tienen momento dipolar y se dice que son moléculas polares . Las molé-
culas diatómicas que contienen átomos del mismo elemento (por ejemplo H 2 , O 2 y F 2 )
son ejemplos de moléculas no polares porque no presentan momento dipolar. El momen-
Animación
Influencia de la forma en la to dipolar de una molécula formada por tres o más átomos está determinado tanto por la
polaridad polaridad de sus enlaces como por su geometría. La presencia de enlaces polares no ne-
cesariamente implica que la molécula presenta un momento dipolar. El dióxido de carbo-
no (CO 2 ), por ejemplo, es una molécula triatómica, por lo que su geometría puede ser
lineal o angular:

m88 C m88
O N O
momento dipolar
m88 88n K 888n
OPCPO resultante
molécula lineal molécula angular
(no tiene momento dipolar) (podría tener momento dipolar)

Las fl echas muestran el desplazamiento de la densidad electrónica desde el átomo de
Cada enlace carbono-oxígeno es carbono, que es menos electronegativo, hasta el átomo de oxígeno, que es más electrone-
polar con la densidad electrónica gativo. En cada caso, el momento dipolar de la molécula completa es la resultante de los
desplazada hacia el átomo de oxí-
geno, que es más electronegativo. dos momentos de enlace , es decir, de los momentos dipolares individuales de los enlaces
Sin embargo, la geometría lineal polares CPO. El momento de enlace es una cantidad vectorial, lo que signifi ca que tiene
de la molécula hace que se can- tanto magnitud como dirección. El momento dipolar es igual a la suma vectorial de los
celen los momentos de los dos momentos de enlace. Los dos momentos de enlace en el CO 2 son iguales en magnitud.
enlaces.
Debido a que tienen direcciones opuestas en una molécula lineal de CO 2 , la suma o mo-
mento dipolar resultante es cero. Por otra parte, si el CO 2 fuera una molécula angular, los
dos momentos de enlace se reforzarían de modo parcial entre sí, de tal manera que la
El modelo RPECV predice que el CO 2 molécula presentaría un momento dipolar. Experimentalmente se ha encontrado que el
es una molécula lineal. dióxido de carbono no presenta momento dipolar. Como consecuencia, se concluye que
la molécula de dióxido de carbono es lineal. La naturaleza lineal del dióxido de carbono
se ha confi rmado con otras mediciones experimentales.
Ahora considere las moléculas de NH 3 y de NF 3 que se muestran en la fi gura 10.4.
En ambos casos el átomo central de N tiene un par libre, cuya densidad de carga se ale-
ja del átomo de nitrógeno. A partir de la fi gura 9.5 sabemos que el N es más electrone-
gativo que el H, y que el F es más electronegativo que el N. Por esta razón, el
desplazamiento de la densidad electrónica en el NH 3 es hacia el N, lo que contribuye a
aumentar el momento dipolar, en tanto que los momentos de enlace de NF se alejan del
átomo de N y juntos compensan la contribución del par libre hacia el momento dipolar.
Por lo tanto, el momento dipolar resultante en el NH 3 es mayor que en el NF 3 .
Los momentos dipolares se pueden utilizar para distinguir entre moléculas que tienen
la misma fórmula pero estructuras diferentes. Por ejemplo, considere lo que sucede con

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Peter Joseph William Debye (1884-1966). Químico y físico estadounidense de origen alemán. Debye realizó
contribuciones importantes al estudio de la estructura molecular, la química de los polímeros, el análisis de rayos
X, y de disoluciones de electrólitos. Fue galardonado con el premio Nobel de Química en 1936.