¿Que son las fuerzas
intermoleculares?
Las fuerzas
intermoleculares se
definen como el conjunto de fuerzas atractivas y repulsivas que se producen
entre las moléculas como consecuencia de la polaridad que poseen las moléculas.
Cuando dos o más átomos se
unen mediante un enlace químico forman una molécula, los electrones que
conforman la nueva molécula recorren y se concentran en la zona del átomo con
mayor electronegatividad, definimos la electronegatividad como la propiedad que
tienen los átomos en atraer electrones. La concentración de los electrones en
una zona definida de la molécula crea una carga negativa, mientras que la
ausencia de los electrones crea una carga positiva.
Denominamos dipolos a las
moléculas que disponen de zonas cargadas negativamente y positivamente debido a
la electronegatividad y concentración de los electrones en las moléculas.
Podemos
asimilar el funcionamiento de un dipolo a un imán con su polo positivo y su
polo negativo, de tal forma que si acercamos otro imán el polo positivo atraerá
al polo negativo y viceversa, dando como resultado una unión.
.
Las fuerzas intermoleculares que actúan
entre las moléculas se clasifican en :
Dipolos permanentes
Dipolos inducidos
Dipolos dispersos.
Puentes de hidrógeno
Dipolos permanentes
Dipolos inducidos
Dipolos dispersos.
Puentes de hidrógeno
Dentro de los 4 grupos descritos
anteriormente, las fuerzas más relevantes son las 3 primeras, también conocidas
como fuerzas de Van der Waals.
Dipolos permanentes
Este tipo de unión se produce cuando
ambas moléculas disponen de cargas positivas y negativas, es decir son
moléculas que polares o que tienen polaridad, atrayéndose electrostaticamente y
formando la unión.
Dipolos inducidos
Este tipo de unión se produce cuando
una molécula no polar redistribuye la concentración de los electrones (tiene la
posibilidad de polarizarse) al acercarse una molécula polar, de tal forma que
se crea una unión entre ambas moléculas.
En este caso la molécula polar induce
la creación de la molécula apolar en una molécula polar.
Dipolos dispersos
Este último caso la unión se produce
entre moléculas no polares pero que pueden polarizarse, y cuando esto último
ocurren se atraen mutuamente creando la unión molecular.
La unión que se crea en este tipo de
dipolos tiene una intensidad muy débil y una vida muy corta
Las energías de unión generadas por las
fuerzas intermoleculares son más reducidas que las energías generadas en los
enlaces químicos, pero existen en mayor número que los otros, por lo que a
nivel global implican un papel muy importante.
Interacciones Dipolo Dipolo
La interacción dipolo-dipolo es la
observada entre un dipolo positivo de una molécula polar con el dipolo negativo
de otra. En los enlaces covalentes polares, el átomo con mayor
electronegatividad atrae los electrones hacia sí, formándose un dipolo
negativo en torno al mismo. En el átomo con menor electronegatividad, el dipolo
formado es de carga positiva, ya que cede parcialmente sus electrones.
Las atracciones electrostáticas entre dipolos de carga contraria, de diferentes
moléculas son las llamadas interacciones dipolo-dipolo.
En la siguiente figura observamos un
ejemplo de este tipo de interacción, entre moléculas de ácido clorhídrico.
Otro ejemplo puede ser el de las
moléculas de cloruro de bromo. Las interacciones dipolo-dipolo se representan
con líneas punteadas.
La fuerza de este tipo de interacción
es bastante débil, de un promedio de 4 kJ por mol, en comparación con la
energía de enlaces covalentes o iónicos.
Existen varios tipos de interacción
dipolo-dipolo:
Interacción dipolo permanente. Es el que ocurre
entre dos moléculas cuyos enlaces son covalentes polares, es decir, que
forman dipolos por diferencia de electronegatividad entre sus átomos.
Interacción dipolo inducido. Se produce
cuando en moléculas no polares, el dipolo es inducido, por ejemplo mediante un
campo eléctrico.
También existen interacciones entre un
dipolo permanente y un dipolo inducido. Los iones también son capaces de
interaccionar con dipolos de moléculas, ya sean éstos permanentes o inducidos.
La interacción dipolo-dipolo también
puede suceder entre dos partes de la misma molécula, si ésta es lo
suficientemente grande.
En un líquido, por ejemplo, las
moléculas están muy cercanas entre sí, unidas por fuerzas intermoleculares, por
ejemplo interacciones dipolo-dipolo. Cuanto mayor es la fuerza intermolecular
que las une, mayor será el punto de ebullición del líquido, dado que se
necesitará más energía para romper dichos enlaces.
Esto es lo que sucede con las moléculas
de agua, que están unidas por un tipo especial de interacción dipolo, el puente
de hidrógeno. En el puente de hidrógeno el dipolo positivo de este átomo
interacciona con el par libre de electrones del átomo de oxígeno.
Estos enlaces dan mayor cohesión a las
moléculas y es la razón por la cual el punto de ebullición del agua es mucho
más alto del esperado para su peso molecular.
La interacción dipolo-dipolo existe
independientemente de otras fuerzas intermoleculares, como las fuerzas de
dispersión de London, donde los movimientos de las moléculas causan dipolos
temporarios que ejercen fuerzas de atracción electrostática temporarias
también.
Enlace Puente
de Hidrógeno
El enlace puente
de hidrógeno es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno
(carga positiva) con un átomo de O , N o X (halógeno) que posee un par de
electrones libres (carga negativa).
Por ejemplo el agua, es una de las substancias que
presenta este tipo de enlaces entre sus moléculas. Una molécula de agua se
forma entre un átomo de Oxigeno con seis electrones de valencia (sólo comparte
dos y le quedan dos pares de electrones libres) y dos hidrógenos con un
electrón de valencia cada uno (ambos le ceden su único electrón al oxígeno para
que complete el octeto).
La
molecula de agua es una molécula polar, por lo que
presenta cuatro cargas parciales, de esta manera la fracción positiva (un
hidrógeno) genera una atracción con la fracción negativa de otra molécula (el
par de electrones libres del oxígeno de otra molécula de agua). Teóricamente
una molécula de agua tiene la capacidad de formar 4 puentes de Hidrógeno
El enlace puente de hidrógeno es 20 veces más débil
o de menor contenido energético que un enlace normal. Pareciera ser de poca
importancia, pero debido a la gran cantidad de moléculas y gran cantidad de
enlaces de este tipo que puede contener una sustancia, el enlace puente de
hidrógeno tiene una especial importancia.
Si se compara al H2O , con el H2S
deberían de ser substancias muy parecidas ya que el oxígeno y el azufre
pertenecen al mismo grupo (VIA), tienen propiedades parecidas, la diferencia es
que el oxígeno es más electronegativo. El agua es una moléula polar y puede
formar puentes de hidrógeno, mientras que el ácido sulfhídrico (H2S)es
no polar y no tiene dicha capacidad.
Los puentes de hidrógeno que existe entre las
moléculas de H2O , explican el incremento del pF,
pEb, densidad, viscosidad, capacidad caloríca, etc (ya que las moléculas se
encuentran unidas entre sí), a diferencia H2S ,
cuyas moléculas no cuentan con la atracción puente de hidrógeno y por lo
tanto a temperatura ambiente es un gas.
Bibliografías:
