Química... El Porqué Del Cómo: FUERZAS INTERMOLECULARES

FUERZAS INTERMOLECULARES

Las fuerzas intermoleculares son el conjunto de fuerzas atractivas y repulsivas que se producen entre las moléculas como consecuencia de la polaridad que poseen las moléculas. Aunque son considerablemente más débiles que los enlaces iónicos,covalentes y metálicos . Las principales fuerzas intermoleculares son:

-El enlace de hidrógeno (antiguamente conocido como puente de hidrogeno)

-Las fuerzas de Van der Waals , que podemos clasificar a su vez en: Dipolo - Dipolo,Dipolo - Dipolo inducido,Fuerzas de dispersión de London.

Existen tres tipos de sustancias, iónicas, covalentes o metálicas según sea el tipo de unión que presentan.

sustancias iónicas :no están formadas por moléculas, sino por una red cristalina en

donde se van alternando iones positivos y negativos. Existen diversos tipos de redes cristalinas,

cuyo estudio abarca la cristalografía. La más sencilla es la red del cloruro de sodio.

En la red de cloruro de sodio cada ión está rodeado en el espacio por seis iones de signo

contrario. Cuando se ve un cristal de una sustancia iónica, por ejemplo un granito de sal gruesa,

todo ese cristal es una inmensa unidad.

sustancias metálicas :tampoco están formadas por moléculas. La interpretación de la

unión metálica se estudió en Uniones Químicas.

Lo mismo que en el caso de una red cristalina, cuando vemos por ejemplo una viga de

hierro todo es una inmensa unidad.

Las fuerzas intermoleculares existen solamente en las sustancias formadas por moléculas y

se pueden clasificar en tres tipos: fuerzas dipolo – dipolo, fuerzas de London y uniones puente

hidrógeno.

ATRACCION DIPOLO-DIPOLO

Una atracción dipolo-dipolo es una interacción no covalente entre dos moléculas polares o dos grupos polares de la misma molécula si ésta es grande. En la sección anterior explicamos cómo se forman moléculas que contienen dipolos permanentes cuando se enlazan simétricamente con átomos con electronegatividad diferente. Las moléculas que son dipolos se atraen entre sí cuando la región positiva de una está cerca de la región negativa de la otra entre moléculas de BrCl. En un líquido las moléculas están muy cercanas entre sí y se atraen por sus fuerzas intermoleculares. Las moléculas deben tener suficiente energía para vencer esas fuerzas de atracción, y hacer que el líquido pueda entrar en ebullición. Si se requiere más energía para vencer las atracciones de las moléculas del líquido A que aquéllas entre las moléculas del líquido B, el punto de ebullición de A es más alto que el de B. Recíprocamente, menores atracciones intermoleculares dan pie a puntos de ebullición más bajos.

En los líquidos, las moléculas dipolares están libres para moverse unas respecto a otras. Algunas veces tendrán una orientación en que se atraen y otras una orientación en que se repelen. Dos moléculas que se atraen pasan más tiempo cerca una de la otra que dos partículas que se repelen entre sí. Así, el efecto general es una atracción neta. Así, para moléculas de masa y tamaño semejante, las energás de las atracciones intermoleculares aunmentan cuando la polaridad aumenta.

PUENTES DE HIDRÓGENO

Es un tipo especial de interacción dipolo-dipolo entre el átomo de hidrógeno que está formando un enlace polar, tal como N—H, O—H, ó F—H, y un átomo electronegativo como O, N ó F. Esta interacción se representa de la forma siguiente:

A—H•••B A—H•••A

A y B representan O, N ó F; A—H es una molécula o parte de una molécula y B es parte de otra. La línea de puntos representa el enlace de hidrógeno.
La energía media de un enlace de hidrógeno es bastante grande para ser una interacción dipolo-dipolo (mayor de 40 KJ/mol). Esto hace que el enlace de hidrógeno sea una de gran importancia a la hora de la adopción de determinadas estructuras y en las propiedades de muchos compuestos.

Las primeras evidencias de la existencia de este tipo de interacción vinieron del estudio de los puntos de ebullición. Normalmente, los puntos de ebullición de compuestos que contienen a elementos del mismo grupo aumentan con el peso molecular. Pero, como se puede observar en la Figura 6, los compuestos de los elementos de los Grupos 15, 16 y 17 no siguen esta norma. Para cada uno de los grupos, los compuestos de menos peso molecular (NH3, H2O, HF) tienen el punto de ebullición más alto, en contra de lo que se podría esperar en principio. Ello es debido a que existe algún tipo de interacción entre las moléculas en estado líquido que se opone al paso al estado de vapor. Esa interacción es el enlace de hidrógeno, y afecta a los primeros miembros de la serie pues son los más electronegativos, y por ello el enlace X-H es el más polarizado, lo que induce la mayor interacción por puente de hidrógeno.

Los puentes de hidrógeno son especialmente fuertes entre las moléculas de agua y son la causa de muchas de las singulares propiedades de esta sustancia. Los compuestos de hidrógeno de elementos vecino al oxígeno y de los miembros de su familia en la tabla periódica, son gases a la temperatura ambiente: CH4, NH3, H2S, H2Te, PH3, HCl. En cambio, el H2O es líquida a la temperatura ambiente, lo que indica un alto grado de atracción intermolecular. En la figura 6 se puede ver que el punto de ebullición del agua es 200 ºC más alto de lo que cabría predecir si no hubiera puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno juegan también un papel crucial en la estructura del ADN, la molécula que almacena la herencia genética de todos los seres vivos.