TEMA 2 QUIMICA ENLACES INTERMOLECULARES

FUERZA INTERMOLECULAR

Las fuerzas intermoleculares, fuerzas de atracción entre moléculas a veces también reciben el nombre de enlaces intermoleculares. Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan las propiedades químicas de las sustancias. Aunque son considerablemente más débiles que los enlaces iónicos, covalentes y metálicos. Las principales fuerzas intermoleculares son:

1. El enlace de hidrógeno (antiguamente conocido como puente de hidrógeno)
2. Las fuerzas de Van der Waals, que podemos clasificar a su vez en:

• Dipolo - Dipolo.
• Dipolo - Dipolo inducido.
• Fuerzas de dispersión de London.

Enlace de hidrógeno

El enlace de hidrógeno ocurre cuando un átomo de hidrógeno es enlazado a un átomo fuertemente electronegativo como el nitrógeno, el oxígeno o el flúor.1 El átomo de hidrógeno posee una carga positiva parcial y puede interactuar con otros átomos electronegativos en otra molécula (nuevamente, con N, O o F). Así mismo, se produce un cierto solapamiento entre el H y el átomo con que se enlaza (N, O o F) dado el pequeño tamaño de estas especies. Por otra parte, cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre el H y el átomo interactuante, más fuerte será el enlace. Fruto de estos presupuestos obtenemos un orden creciente de intensidad del enlace de hidrógeno: el formado con el F será de mayor intensidad que el formado con el O, y éste a su vez será más intenso que el formado con el N. Estos fenómenos resultan en una interacción estabilizante que mantiene ambas moléculas unidas. Un ejemplo claro del enlace de hidrógeno es el agua:

Los enlaces de hidrógeno se encuentran en toda la naturaleza. Proveen al agua de sus propiedades particulares, las cuales permiten el desarrollo de la vida en la Tierra. Los enlaces de hidrógeno proveen también la fuerza intermolecular que mantiene unidas ambas hebras en una molécula de ADN. 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 siguiente forma:

A—H•••B A—H•••A

A y B representan O, 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.

Fuerzas de Van der Waals

Las fuerzas de van der Waals, se conocen también como fuerzas de dispersión, a que se debe esta expresión, es que se encuentran presentes en las moléculas de muy baja polaridad, la podemos ver en los hidrocarburos

Las fuerzas de van der Waals se originan como resultado de diversos movimientos de electrones, cuando una porción de la molécula en cierto instante se torna ligeramente negativa, en tanto que en otras regiones aparecen cargas positivas que son equivalentes a las negativas.

De esta manera se forman dipolos no-permanentes, lo que se produce en estos dipolos son atracciones electrostáticas muy débiles en aquellas moléculas de tamaño normal, en el caso de los polímeros que son formados por miles de pequeñas moléculas, dichas fuerzas de atracción se pueden multiplicar hasta llegar a ser enormes, como el ejemplo del polietileno, que tu profe nombra tanto.

Fuerza de adhesión

La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.

La adhesión ha jugado un papel muy importante en muchos aspectos de las técnicas de construcción tradicionales. La adhesión del ladrillo con el mortero (cemento) es un ejemplo claro.

Fuerza de cohesión

La cohesión es distinta de la adhesión. La cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.

En los gases, la fuerza de cohesión puede observarse en su licuefacción, que tiene lugar al comprimir una serie de moléculas y producirse fuerzas de atracción suficientemente altas para proporcionar una estructura líquida.

En los líquidos, la cohesión se refleja en la tensión superficial, causada por una fuerza no equilibrada hacia el interior del líquido que actúa sobre las moléculas superficiales, y también en la transformación de un líquido en sólido cuando se comprimen las moléculas lo suficiente.

En los sólidos, la cohesión depende de cómo estén distribuidos los átomos, las moléculas y los iones, lo que a su vez depende del estado de equilibrio (o desequilibrio) de las partículas atómicas. Muchos compuestos orgánicos, por ejemplo, forman cristales moleculares, en los que los átomos están fuertemente unidos dentro de las moléculas, pero éstas se encuentran poco unidas entre sí.

• Dipolo – Dipolo:  cuando las moléculas polares se aproximan, tienden a orientarse de tal manera que el polo positivo de una se dirige hacia el polo negativo de la otra, generando así, una atracción  electrostática entre los polos. Esta atracción es mucho más débil que la que ocurre entre los iones de carga opuesta por que los dipolos son solo cargas parciales, la molécula esta en continuo movimiento lo que impide que los dipolos se alinien  perfectamente y que se presenten fuerzas repulsivas cuando se acerquen dipolos de cargas iguales.

Dipolo - Dipolo inducido: Los dipolos inducidos son los que se producen en moléculas neutras cuando se introducen en un campo magnético (inducido por una corriente eléctrica o por un dipolo permanente). El someter a una  molécula neutra a este tipo de campos magnéticos tiene efectos sobre la carga de la molécula. Las cargas negativas se concentraran en un punto y las cargas positivas en otro opuesto generando así un dipolo   

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• Fuerzas de dispersión de London. Las fuerzas de dispersión de London son un tipo de fuerzas intermoleculares, que surgen entre moléculas no polares, en las que pueden aparecer dipolos instantáneos.