Fuerzas intermoleculares

1.- Marco Teórico
Fuerzas Intermoleculares
Analicemos las fuerzas intermoleculares (fuerzas de cohesión) que mantienen juntas las moléculas en el estado líquido. En los líquidos existen cuatro fuerzas intermoleculares primarias.
1. Interacciones dipolares (dipolo-dipolo)
2. Interacciones ion-dipolo
3. Enlaces de hidrógeno
4. Fuerzas de dispersión
Cada clase de fuerza intermolecular,proviene de una atracción electrostática de partículas con cargas opuestas.
1. Interacciones Dipolo-Dipolo
En un enlace covalente entre dos átomos idénticos, los electrones enlazantes están simétricamente distribuidos alrededor de ambos núcleos. Sin embargo, cuando los átomos unidos son diferentes, los electrones de valencia no estarán igualmente compartidos por los dos núcleos, ladistribución de carga no será homogénea y, en consecuencia aparecerán en la molécula regiones con distinta densidad de carga o dipolos eléctricos . (Figura. 1)

Figura. 1
Existen entre moléculas polares neutras. Las moléculas polares se atraen unas a otras cuando el extremo positivo de una molécula está cerca del extremo negativo de otra.
La molécula de cloro (Cl-Cl) tiene una distribución simétrica delos electrones entre los dos átomos de cloro y se puede considerar que no tiene carga. Sin embargo, en la molécula de HCl no hay distribución uniforme de la carga, ya que los electrones de enlace, debido a la diferencia de las electronegatividades entre los dos átomos, están desigualmente repartidos. Por tanto, la molécula de HCl es eléctricamente asimétrica o polar. De la misma forma, en lamolécula de agua (H-O-H), tampoco hay una distribución uniforme de la nube de carga puesto que los electrones se encuentran atraídos fuertemente por el átomo de oxígeno que adquiere carga negativa, mientras que los dos átomos de hidrógeno adquieren igual carga positiva. Por consiguiente, dada la disposición de los átomos en la molécula de agua, el centro de las cargas positivas se encuentra en un extremode la molécula y el centro de las negativas en el otro, constituyendo un dipolo.
En conclusión 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. En la sección anterior explicamos cómo se forman moléculas que contienen dipolos permanentes cuando se enlazan simétricamente con átomos conelectronegatividad diferente. Las moléculas que son dipolos se atraen entre sí cuando la región positiva de una está cerca de la región negativa de la otra.(Figura .2)

Figura 2
2. Fuerzas de London
Las fuerzas de dispersión también se conocen como fuerzas de London o fuerzas de van der Waal. Los primeros científicos que investigaron la naturaleza de las interacciones no polares fueron Fritz London yJohannes van der Waal.
Las fuerzas de dispersión mantienen las moléculas en el estado sólido si estas moléculas son lo suficientemente grandes.

Figura.3

De las tres clases de fuerzas intermoleculares, las fuerzas de dispersión son las más débiles. A diferencia de las otras dos, las fuerzas de dispersión existen en todas las moléculas pero en las polares pequeñas son tan débiles que estántotalmente opacadas por las fuerzas dipolares y los enlaces de hidrógeno.
Las fuerzas de dispersión son las fuerzas principales que atraen las moléculas no polares entre sí. Las moléculas no polares son aquellas que no tienen separación de carga dentro de las moléculas. Las fuerzas de dispersión también existen en los gases nobles que se pueden licuar.
Si no existe separación de carga dentrode una molécula, ¿cómo se pueden atraer las moléculas entre sí? Se conoce como un dipolo inducido instantáneo, cuando un átomo o molécula produce un dipolo momentáneo o instantáneo en otro átomo. Se puede pensar, que la fuerza de dispersión es una fuerza de atracción débil del núcleo de un átomo (o molécula) por los electrones de otro átomo cuando los dos átomos pasan cerca. La resistencia de...