En una molécula los átomos pueden compartir los electrones de forma equitativa o no.
Cuando dos átomos poseen igual o similar electronegatividad, comparten los electrones de manera equitativa (ejemplo: enlaces C-C y enlaces C-H). Este enlace es denominado enlace no polar. Sin embargo, la mayoría de los átomos poseen distinta electronegatividad, formando enlaces polares. En los enlaces polares los electrones no se comparten por igual. Los electrones se encuentran más atraído por el átomo más electronegativo, de manera que se genera una densidad de carga negativa δ- en el átomo más electronegativo y una densidad de carga positiva δ+ en el átomo menos electronegativo (ejemplo: enlace O-H). Esto es característico de los enlaces polares.
Esta diferencia de cargas en la molécula es muy importante para describir la solubilidad de distintos compuestos. Como regla general, decimos que las sustancias polares son solubles en solventes polares mientras que las sustancias no polares son solubles en solventes no polares.
Una molécula polar posee una porción con densidad de carga negativa donde se encuentra el átomo más electronegativo, y una porción con densidad de carga positiva. De forma tal que cuando se juntan dos moléculas polares, las porciones con densidad de carga positiva de una molécula será atraída por la porción con densidad de carga negativa de la otra. De esta manera se explica la solubilidad de compuestos polares en solventes polares: hay una interacción de las densidades de carga de las moléculas.
Un ejemplo muy importante de solvente polar es el agua. Una molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno. El oxígeno es muy electronegativo respecto al hidrógeno, por lo tanto, los electrones que forman el enlace covalente entre los átomos de oxígeno e hidrógeno generan una densidad de carga negativa sobre el átomo de oxígeno y una densidad de carga positiva sobre los átomos de hidrógeno. Por lo tanto, el enlace O-H posee un dipolo eléctrico.
La creación de dipolos eléctricos en los enlaces covalentes posibilita interacciones electrostáticas no covalentes entre moléculas. (Ejemplo: puentes de hidrógeno)
Entonces, las sustancias solubles en solventes polares son solubles en agua, por lo tanto se las denomina hidrófilas. Las sustancias no polares son insolubles en agua, y se las denomina hidrófobas.
La presencia de los dipolos eléctricos en el agua, no sólo posibilita la disolución de compuestos polares, sino también la organización de la arquitectura de las moléculas de agua.
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