Fuerzas de atracción intermolecular
Hemos interpretado los enlaces como
fuerzas que se dan en el interior de las moléculas, es
decir, intramoleculares. Pero también existen
interacciones entre las moléculas: las fuerzas
intermoleculares.
Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción que existen entre las moléculas de las sustancias covalentes.
Las fuerzas intermoleculares pueden ser
de dos clases: fuerzas de Van der Waals y enlace
de hidrógeno.
Es un tipo especial de interacción electrostática; es decir, es un enlace intermolecular mas
intenso que las fuerzas de Vander Waals,
lo que hace que las sustancias que lo presentan
tengan puntos de fusión y de ebullición mas elevados. Se da entre el hidrógeno y átomos pequeños y muy electronegativos.
En el caso del agua, se forma este enlace entre un átomo de hidrógeno y el átomo de oxigeno de otra molécula, de manera que cada molécula de
agua puede estar unida con
otras cuatro moléculas.
Estos enlaces, relativamente fuertes, hacen que el
agua, en condiciones ordinarias, sea un
liquido. Su punto de fusión es mas alto de lo que le correspondería por peso molecular.
Con el nombre de fuerzas de Van der Waals suelen
agruparse distintas clases de interacciones intermoleculares de naturaleza electrostática:
fuerzas dipolo-dipolo, fuerzas ion-dipolo y fuerzas
de London.
EJEMPLO
Indica que clase de fuerzas intermoleculares existen
entre los siguientes pares de especies químicas cuando se hallan en estado liquido o solido:
a) CO y
CO c) CH3OH y CH3OH
b) Cl2
y CCl4 d) NH3 y Ar.
a) Las moléculas de monoxido de carbono tienen un
momento dipolar debido a la diferencia de electronegatividad entre C y O. Entre sus moléculas hay fuerzas dipolo-dipolo, ademas de fuerzas de dispersión presentes
siempre entre moléculas.
b) El NH3
tiene moléculas polares. Entre
las moléculas NH3 y los iones nitrato aparecen
fuerzas ion-dipolo.
c) Entre las moléculas de metanol se forman enlaces de hidrógeno en la siguiente forma:
d) Las moléculas de NH3 son
dipolos mientras que los átomos de argón son neutros. Entre estos dos tipos de partículas existen fuerzas dipolo-dipolo inducido,
ademas de las fuerzas de dispersión.
Dipolo-dipolo: Son fuerzas atractivas que
aparecen entre dipolos eléctricos constituidos
por moléculas polares. Cuanto mayor es el momento
dipolar de las moléculas, mayor es
la fuerza atractiva. Es el caso de las interacciones
entre moléculas HCl en estado liquido
o solido.
Ion-dipolo:
Existe una fuerza ion-dipolo entre un ion y la carga parcial de un extremo de
una molécula polar. Los iones positivos son atraídos hacia el extremo negativo de un dipolo,
mientras que los iones negativos son atraídos hacia
el extremo positivo. La magnitud de la
atracción aumenta al incrementarse la carga del ion
o la magnitud del momento dipolar.
Las fuerzas ion-dipolo tienen especial importancia
en las disoluciones de sustancias ionicas
en líquidos polares, como una disolución de NaCl en agua.
También llamadas fuerzas de dispersión, son fuerzas
atractivas que aparecen entre moléculas no polarizadas.
La existencia de estas fuerzas se
explica admitiendo que en un momento dado la
no polar experimenta un ligero
desplazamiento de la carga electrónica y crea un dipolo
instantáneo. La distribución de la carga
cambia rápidamente, de modo que el momento
dipolar promedio es nulo. Pero el dipolo instantáneo puede polarizar otra molécula cercana
y generar un dipolo inducido. A
temperaturas bajas, la atracción entre dipolos mantiene las
moléculas en estado liquido o solido.
Por ejemplo, entre los átomos de He,
entre las moléculas de O2, de N2 y otras.
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