Fuerzas Intermoleculares

Introducción

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 enlos 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 máscomplejo, 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 lasmoléculas 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.

Enlace químico: fuerza entre los átomos que los mantiene unidos en las moléculas. Cuando dos o másátomos se acercan lo suficiente, se puede producir una fuerza de atracción entre los electrones de los átomos individuales y el núcleo de otro u otros átomos. Si esta fuerza es lo suficientemente grande para mantener unidos los átomos, se dice que se ha formado un enlace químico. Todos los enlaces químicos resultan de la atracción simultánea de uno o más electrones por más de un núcleo.

Tiposde fuerzas intermoleculares

• Ión-ión
• Dipolo-dipolo
• Enlace de Hidrógeno
• Fuerzas de dispersión o de London

Interacción ión-ión: este tipo de unión se da entre iones. Su fuerza disminuye con la distancia y es la responsable de los elevados puntos de fusión y ebullición de los compuestos iónicos.

Interacción ión-dipolo: esta interacción puede tener lugar de dos maneras: un catiónatrae la carga parcial negativa de un dipolo; un anión atrae la carga parcial positiva de un dipolo. Este tipo de fuerzas disminuye con el cuadrado de la distancia. Las interacciones ión-dipolo son las responsables de la hidratación de los cationes en disolución acuosa, es decir, la unión de moléculas de agua en torno a un ion central.

Interacciones dipolares: una molécula polar que tenga un0 puede dar lugar a interacciones dipolo-dipolo, debido a la fracción entre los dipolos eléctricos de las moléculas polares. Al ser interacciones entre cargas parciales son relativamente débiles (2 KJ/mol), son más débiles que las interacciones entre iones.

Enlace de hidrógeno: el elevado punto de ebullición del FH, H2O ó NH3, comparado con los compuestos similares del tercer período, ClH, SH2ó PH3, no se puede explicar únicamente por las fuerzas dipolares, en estas moléculas se produce un nuevo tipo de interacción, el enlace de hidrógeno. Este enlace consiste en la unión intermolecular debida a la atracción entre un átomo de H que se encuentra entre dos átomos electronegativos. El H adquiere una carga parcial positiva por estar unido a un átomo muy electronegativo, esta carga parcialpositiva puede interaccionar con el par de electrones libre de un átomo vecino, especialmente si este átomo es tan electronegativo que pueda tener carga parcial negativa. El átomo de H es el único capaz de dar lugar a este tipo de interacciones, porque es tan pequeño que permite que B se acerque lo suficiente para interaccionar con la carga parcial positiva.
Este tipo de uniones tiene una...