Mejor respuesta
Vaya. Mi cerebro acaba de insertar dos átomos de carbono, porque uno de los isómeros C2H2Cl2 es de hecho no polar, mientras que los otros son polares.
Pero dijiste CH2Cl2, con un solo carbono. Tal como molécula es polar. Período. Tiene un momento dipolar neto de 1.6D (en comparación, el agua tiene un momento dipolar neto de 1.85, y todos sabemos que el agua es polar). No hay una disposición de átomos que sea no polar.
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Hay tres isómeros de C2H2Cl2….
H …… …. Cl… \ …… … /…. C = C ………… polar… / ……… \ H ……… Cl
H …… …. H… \ …… … /… .C = C ……… … Polar… / ……… \ Cl ……… Cl
H …… …. Cl… \ …… … /… .C = C ………… no polar… / …… … \ Cl ……… H
En los dos primeros, la suma vectorial de los dipolos de enlace individuales es distinta de cero, por lo que las moléculas tienen un momento dipolar neto y son polares. En el tercero, la suma vectorial de los momentos dipolares individuales es cero y la molécula no es polar.
Respuesta
Primero se tuvo que determinar que el carbono tenía una valencia de 4 , y por lo tanto sería el átomo central rodeado por átomos de cloro e hidrógeno unidos por enlaces sencillos. Este hecho se desprendió de las observaciones de elementos que tenían propiedades i (formadoras de compuestos) que eran periódicas con respecto a su número atómico, de ahí la tabla periódica de los elementos y la regla del octeto.
Con eso establecido , hubo otras observaciones que establecieron que el carbono era básicamente simétrico con respecto a las direcciones de sus enlaces y que, por lo tanto, los ángulos entre esos enlaces serían cercanos al mismo. (Para un compuesto como CH2Cl2, debido a los tamaños relativos de los átomos de cloro e hidrógeno, los ángulos diferirían un poco, pero se entiende que esas diferencias se acomodan en los modelos).
Esto dejó 2 posibilidades: una disposición plana o tetraédrica alrededor de un átomo de carbono. Si fuera plano, entonces habría isómeros de CH2Cl2 en los que los átomos de cloro serían cis o trans entre sí. Sin embargo, el CH2Cl2 siempre cristaliza como una sola sustancia, por lo que no hay isómeros y la única posibilidad que queda es tetraédrica.