Moléculas não polares repelem moléculas de água devido à diferença em sua polaridade molecular e nas interações resultantes:

1. Polaridade:

* água (h₂o): As moléculas de água são polares. O átomo de oxigênio é mais eletronegativo que os átomos de hidrogênio, criando uma carga negativa parcial no oxigênio e cargas positivas parciais nos hidrogênios. Isso forma um momento dipolar, tornando a água uma molécula polar.
* moléculas não polares: Moléculas não polares têm uma distribuição uniforme de elétrons, resultando em separação significativa de carga e nenhum momento dipolar.

2. Forças intermoleculares:

* Água: As moléculas de água formam fortes ligações de hidrogênio entre si devido à sua polaridade. Essas ligações de hidrogênio são responsáveis ​​pelo alto ponto de ebulição e tensão superficial da água.
* moléculas não polares: As moléculas não polares experimentam principalmente as fracas forças de dispersão de Londres, que são interações temporárias e fugazes devido a flutuações temporárias na distribuição de elétrons.

3. Efeito hidrofóbico:

* preferência da água por si mesma: As moléculas de água interagem fortemente entre si por meio de ligações de hidrogênio, formando uma rede altamente coesa. Eles preferem se associar a outras moléculas de água e não a moléculas não polares.
* exclusão de moléculas não polares: Quando as moléculas não polares são introduzidas na água, elas interrompem a rede de ligação de hidrogênio. Para minimizar essa interrupção, as moléculas de água "empurram" as moléculas não polares para longe, formando grupos ou agregados separados. Este fenômeno é conhecido como efeito hidrofóbico .

Em essência, a forte rede de ligação de hidrogênio na água o torna energeticamente desfavorável para que as moléculas não polares se dissolvam nela. Eles são repelidos devido à interrupção que causam à estrutura coesa da água.

Consequências:

* óleo e água: O petróleo é uma substância não polar e, portanto, não se mistura com a água.
* membranas celulares: As membranas celulares são compostas de bicamadas fosfolipídicas, com caudas hidrofóbicas voltadas para as cabeças para dentro e hidrofílica voltadas para o exterior. Essa estrutura cria uma barreira que impede que as moléculas solúveis em água entrem facilmente na célula.
* dobramento da proteína : O efeito hidrofóbico desempenha um papel crucial na dobragem de proteínas, impulsionando aminoácidos não polares para o interior da proteína, enquanto os aminoácidos polares são expostos ao ambiente aquoso.