Fuerzas intermoleculares

FUERZAS INTERMOLECULARES
Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas intermoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente). 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.
Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares queactúan sobre distintas moléculas o iones y que hacen que éstos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan las propiedades físicas de las sustancias como, por ejemplo, el estado de agregación, el punto de fusión y de ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc.
Por lo general son fuerzas débiles pero, al ser muy numerosas, su contribución esimportante. La figura inferior resume los diversos tipos de fuerzas intermoleculares. Pincha en los recuadros para saber más sobre ellas.
Fuerzas electroestáticas ion - ion
Son las que se establecen entre iones de igual o distinta carga:
Los iones con cargas de signo opuesto se atraen
Los iones con cargas del mismo signo se repelen
La magnitud de la fuerza electrostática viene definida por la ley deCoulomb y es directamente proporcional a la magnitud de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa (Figura de la izquierda).
Con frecuencia, este tipo de interacción recibe el nombre de puente salino. Son frecuentes entre una enzima y su sustrato, entre los aminoácidos de una proteína o entre los ácidos nucleicos y las proteínas.
Fuerzas ion – dipolo
Sonlas que se establecen entre un ión y una molécula polar.
Por ejemplo, el NaCl se disuelve en agua por la atracción que existe entre los iones Na+ y Cl- y los correspondientes polos con carga opuesta de la molécula de agua. Esta solvatación de los iones es capaz de vencer las fuerzas que los mantienen juntos en el estado sólido (Figura inferior izquierda).
La capa de agua de hidratación que seforma en torno a ciertas proteínas y que resulta tan importante para su función también se forma gracias a estas interacciones.
Fuerzas ion dipolo inducido
Tienen lugar entre un ión y una molécula apolar. La proximidad del ión provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula apolar que convierte (de modo transitorio) en una molécula polarizada. En este momento se produce unaatracción entre el ión y la molécula polarizada.
Un ejemplo de esta interacción es la interacción entre el ión Fe++ de la hemoglobina y la molécula de O2, que es apolar. Esta interacción es la que permite la unión reversible del O2 a la hemoglobina y el transporte de O2 desde los pulmones hacia los tejidos.
Interacciones hidrofobias
En un medio acuoso, las moléculas hidrofóbicas tienden a asociarse porel simple hecho de que evitan interaccionar con el agua. Lo hace por razones termodinámicas: las moléculas hidrofóbicas se asocian para inimizar el número de moléculas de agua que puedan estar en contacto con las moléculas hidrofóbicas.
Fuerzas de van der Waals.
Cuando se encuentran a una distancia moderada, las moléculas se atraen entre sí pero, cuando sus nubes electrónicas empiezan asolaparse, las moléculas se repelen con fuerza (Figura de la derecha).
El término "fuerzas de van der Waals" engloba colectivamente a las fuerzas de atracción entre las moléculas. Son fuerzas de atracción débiles que se establecen entre moléculas eléctricamente neutras (tanto polares como no polares), pero son muy numerosas y desempeñan un papel fundamental en multitud de procesos biológicos.
Lasfuerzas de van der Waals incluyen:
Fuerzas dipolo-dipolo (también llamadas fuerzas de Keesom), entre las que se incluyen los puentes de hidrógeno
Fuerzas dipolo-dipolo inducido (también llamadas fuerzas de Debye)
Fuerzas dipolo instantáneo-dipolo inducido (también llamadas fuerzas de dispersión o fuerzas de London)
Fuerzas dipolo dipolo inducido
Tienen lugar entre una molécula polar y una...