Polarità delle molecole

Quando due atomi generici differenti (A, B) sono legati chimicamente, a causa della loro differente capacità di attrarre gli elettroni, si instaura tra loro una differenza di posizione tra il baricentro delle cariche positive (+) e negative (-) che genera un dipolo elettrico e la molecola si dice polare. Quando due dipoli elettrici si avvicinano tendono ad orientarsi in modo che il baricentro del primo dipolo (+) sia vicino a quello (-) del secondo dipolo e ad attrarsi elettrostaticamente.  La intensità di attrazione dipende dall'intensità del dipolo elettrico. Il cosiddetto legame idrogeno, importante perché permette legami tra molti tipi di molecole biologiche che possono così formare lunghe catene intrecciate, è un legame dipolo-dipolo particolarmente forte perché il dipolo, costituito da idrogeno ed ossigeno (per es. tra molecole di H₂O), è particolarmente intenso.

Inoltre quando una molecola polare si avvicina ad una non polare induce in quest'ultima un dipolo elettrico di minore intensità che perdura fintanto che le due molecole restano vicine. Si genera così attrazione denominata dipolo-dipolo indotto come per il dipolo-dipolo. L'intensità è proporzionale al dipolo che induce polarizzazione e dalla polarizzabilità della seconda molecola, grandezza che a sua volta cresce con la superficie della molecola.

L'attrazione tra molecole denominata dipolo istantaneo-dipolo indotto è causata da elettroni che si muovono continuamente attorno ad un nucleo creando  piccolissimi dipoli istantanei che inducono a loro volta dipoli istantanei su molecole vicine. Queste forze sono debolissime e proporzionali alla superficie delle molecole interagenti, ma la loro somma genera una risultante che tiene assieme anche molecole non polari.

E' utile sottolineare come le interazioni che si originano a livello molecolare siano prevalentemente di tipo elettrostatico. Infatti le interazioni gravitazionali al livello di singole molecole sono troppo ridotte per avere un effetto preponderante, mentre le distanze in gioco (dell'ordine di 10^-10 metri) sono troppo grandi perché agiscano le forze nucleari.