Fuerzas intermoleculares
Fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas. El
comportamiento molecular depende en gran medida del equilibrio (o falta de él)
de las fuerzas que unen o separan las moléculas, y el estudio de esos fenómenos
fue parte importante del desarrollo de la química física en el
siglo XX.
Las fuerzas de atracción explican la cohesión
de las moléculas en los estados líquido y sólido de la
materia, y se llaman fuerzas de largo alcance o fuerzas de Van der
Waals en honor al físico holandés Johannes Diderik van der
Waals. Estas fuerzas son las responsables de muchos fenómenos físicos y
químicos como la adhesión, el rozamiento, la
difusión, la tensión superficial y la
viscosidad.
El fenómeno de las fuerzas de corto alcance o repulsivas
es más complejo, y aún no se conoce por completo, pero se observa normalmente
entre moléculas que no interaccionan químicamente. Estas fuerzas empiezan a ser
importantes cuando las nubes electrónicas se sobreponen (solapan), y la energía
correspondiente se denomina energía de intercambio o de superposición. La
energía de intercambio repulsiva es la responsable de la rigidez mecánica o
impenetrabilidad de las moléculas y de los límites de compresibilidad de la
materia. Las fuerzas de intercambio pueden ser también de
atracción, como las de los átomos que reaccionan químicamente entre
sí. Estas fuerzas de atracción se llaman fuerzas de valencia y desempeñan un
papel muy importante en el campo de la química.
Las principales fuerzas
intermoleculares son:
·
El enlace de hidrógeno
(antiguamente conocido como puente de hidrógeno)
·
Las fuerzas de Van der Waals, que podemos
clasificar a su vez en:
·
Dipolo - Dipolo.
·
Dipolo - Dipolo inducido.
·
Fuerzas de dispersión de London.
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 molécula 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.
FUERZAS 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. Las moléculas que son dipolos se atraen entre
sí cuando la región positiva de una está cerca de la región negativa de la otra.
En los líquidos las moléculas están libres
para moverse unas respecto a otras. Algunas a veces tendrán una orientación que
se atraen y otras una orientación que se repelen. Dos moléculas que se atraen
pasa 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 las moléculas de masa y
tamaño semejante las energías de las atracciones intermoleculares aumentan
cuando la polaridad aumenta.
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.
BIBLIOGRAFIA:
es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_intermolecular
es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_intermolecular
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