Fuerzas de van der waals

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Fuerzas de Van der Waals

Momento Dipolar

Muchas moléculas eléctricamente neutras, esto es, sin carga neta, poseen una distribución de cargas no homogénea. Esto se debe a que los átomos que las forman tienen diferente electronegatividad, de tal forma que cuando se crea un enlace covalente, los dos electrones del enlace son atraídos con distinta fuerza por los átomos que los comparten. Enresumen, el orbital molecular pierde su simetría, y la probabilidad de encontrar los electrones se hace mayor en las proximidades del átomo más electronegativo. Se sigue conservando la neutralidad eléctrica global, pero sobre el átomo más electronegativo hay un predominio de carga negativa mientras que sobre el átomo menos electronegativo hay un predominio de carga positiva: se ha formado un dipolo.La magnitud de ese dipolo viene definida por lo que se conoce como momento dipolar, y es el producto de la carga fraccional presente sobre cada átomo por la distancia que las separa. La unidad de momento dipolar es el debye; 1 D = 3,34 x 10-30 Culombio x m.
Molécula diatómica sin momento dipolar Distorsión de la nube electrónica entre dos átomos con diferente electronegatividadElectronegatividad: Es una magnitud empírica que se define como la tendencia relativa de un elemento a atraer hacia él mismo los dos electrones de un enlace covalente en el que participa. Está relacionada directamente con la energía de ionización del elemento, que a su vez depende directamente de la carga del núcleo, e inversamente de la distancia del electrón al núcleo y del apantallamiento producido por losrestantes electrones. Pauling desarrolló una escala de electronegatividades arbitrarias, en la que el Flúor (elemento con la
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mayor energía de ionización exceptuando los gases nobles, y por consiguiente de mayor electronegatividad) recibe un valor de 4,0 y el Cesio (el de menor electronegatividad) recibe un valor de 0,7. Posteriormente Mulliken definió laelectronegatividad de un elemento como la media entre su energía de ionización y su afinidad electrónica. La energía de ionización se define como la energía requerida para eliminar un electrón del átomo neutro, produciendo el ión +1. La afinidad electrónica se define como la energía necesaria para eliminar un electrón del ión -1 del elemento en cuestión. Sin embargo, aunque la definición de Mullikenpermite desarrollar una escala de electronegatividades con valores no arbitrarios, en la práctica no se usa casi nunca, y usualmente se emplea la escala de Pauling. Cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividades entre los dos átomos enlazados mayor carácter iónico tendrá en enlace en cuestión.

El orden relativo de electronegatividad de varios elementos es el siguiente (en rojo semuestran los presentes en las biomoléculas): F (4,0) > O (3,5) > N, Cl (3,0) > C, S, (2,5) ~ H (2,2), P (2,1)
El número entre paréntesis corresponde a la cuantificación de la electronegatividad según Pauling.

La separación de cargas en un enlace covalente es tanto mayor cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividades entre los átomos que lo forman. Esto quiere decir que un enlace entre dosátomos de C, o entre un C y un H tiene una distribución prácticamente homogénea de los electrones, esto es, de la carga, mientras que un enlace C-O tiene la nube electrónica más desplazada hacia el oxígeno, al ser este elemento más electronegativo que el carbono. Así, en un enlace sencillo C-O el oxígeno tiene aproximadamente un 0,2 de carga negativa (y el C un 0,2 de carga positiva), mientras que enun enlace H-O la carga sobre cada átomo es del orden de 0,4; evidentemente, también en este caso el exceso de carga negativa corresponde al átomo de oxígeno. Se estima que una diferencia de electronegatividades del orden de 2 unidades supone una carga fraccional de 0,5 o, lo que es lo mismo, que el enlace tiene un 50% de carácter iónico.
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