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FuerzasIntermoleculares
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Estados de la materia
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Cambios de estado
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Las fuerzas intermoleculares, son fuerzas entre lasmolculas que han completado sus requerimientosde valencia y por lo tanto ya no tienen tendencia aformar enlaces.
En todos los casos, se trata de fuerzas cuya energade enlace es menor que la correspondiente a laenerga del enlace intramolecular (covalente, inico)
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Fuerzas
Fuerzas intermoleculares: Son fuerzas deatraccin entre las molculas.
Ejercen mayor influencia en lquidos y en slidos.
Responsables de las propiedades macroscpicas de lamateria
Punto de fusin
Punto de ebullicin
densidad
Fuerzas intramoleculares: mantienen juntos a lostomos en una molcula: enlaces qumicos.
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Fuerzas
Fuerzas intramoleculares > fuerzas intermoleculares
Evaporar 1mol de agua
41 kJ
Romper dos enlaces O-H de
1 mol de agua se requieren
930 kJ
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Muchas propiedades de los lquidos, incluido su punto de ebullicin, reflejan la intensidad de
las fuerzas intermoleculares. Por ejemplo, dado lo dbil de las fuerzas entre las molculas de
HCl, el HCl ebulle a una temperatura muy baja, 85C, a presin atmosfrica. Un lquido ebullecuando se forman burbujas de su vapor dentro del lquido. Las molculas de un lquido
deben vencer sus fuerzas de atraccin para separarse y formar un vapor. Cuanto ms
intensas son las fuerzas de atraccin, ms alta es la temperatura a la que el lquido ebulle.
Asimismo, el punto de fusin de un slido aumenta al incrementarse la intensidad de las
fuerzas intermoleculares.
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Se sabe que existen tres tipos de fuerzas de atraccin entre molculas neutras:
fuerzas dipolo-dipolo, fuerzas de dispersin de London y fuerzas de puente de
hidrgeno. Estas fuerzas tambin se denominan fuerzas de van der Waals, porJohannes van der Waals, quien dedujo la ecuacin para predecir la desviacin de los
gases respecto al comportamiento ideal. Otro tipo de fuerza de atraccin,
la fuerza ion-dipolo, es importante en las disoluciones. Los cuatro tipos de fuerzas
son de naturaleza electrosttica, es decir, implican atracciones entre especies
positivas y negativas. Todas suelen tener una intensidad de menos del 15% de la de
los enlaces covalentes o inicos.
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Tipos de fuerzas intermoleculares
Dipolo-dipolo
Puentes de hidrgeno
(Dipolo-dipolo particularmente fuerte)
Dipolo-dipolo inducido
Fuerzas de dispersin
Ion -dipolo
Vander
Waals
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En la molcula, por ejemplo, de HBr, al ser el bromo ms electronegativo que
el hidrgeno, atrae hacia s los electrones del enlace qumico y la nube
electrnica quedar distribuida de forma asimtrica. Decimos que el enlace
H-Br es polary que, aunque la molcula globalmente sea neutra, por esta
distribucin asimtrica queda una densidad de carga negativasobre el Br, lo
cual representamos como delta(-), y una densidad de carga positivasobre el
hidrgeno, representada como delta(+). Delta(-) y delta(+) son iguales y designo contrario.
ENLACE POLAR
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As, en este enlace se genera lo que llamamos un dipolo elctrico, porque
tiene dos polos de signo contrario. Un dipolo elctrico se caracteriza por el
llamado momento dipolar (representado por la letra griega mu) que es el
producto de delta (densidad de carga) por la distancia que separa los
ncleos atmicos de los dos tomos del enlace, es decir:
d representa la distancia internuclear. En este caso, la distancia entre el
ncleo del tomo de bromo y el ncleo del tomo de hidrgeno.
Este momento dipolar se puede medir experimentalmente. De hecho, fue el
estudio del momento dipolar de distintas molculas lo que permiti a Linus
Pauling confeccionar su escala de electronegatividades.
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Las fuerzas intermoleculares tambin se pueden clasificar
de la siguiente manera
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Fuerzas dipolo-dipolo
Son fuerzas de atraccin entre molculas
polares.
Las molculas que interviene deben tenermomento dipolar.
A mayor momento dipolar, mayor fuerza
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Fuerzas dipolo-dipolo
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Fuerzas ion-dipolo
Interaccin explicada por la ley de coulomb.
Relaciona la atraccin de un ion (catin o anin)y una molcula polar.
La intensidad de esta interaccin depende de lacarga y el tamao del ion y de la magnitud delmomento dipolar () y el tamao de lamolcula.
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Fuerzas ion-dipolo
Los iones Na+ y Cl-
se rodean pormolculas de agua.
NaCl(s)+ H2O NaCl(ac)
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Fuerzas de atraccin que se generan por los
dipolos temporales inducidos en tomos o
molculas. Separacin de carga (-) y (+) se debe a la
proximidad de un ion o una molcula polar.
La distribucin electrnica del tomo (omolcula) se distorsiona por la fuerza que ejerce
el ion o la molcula polar.
Sustancias No polares
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Las fuerzas de London son atracciones entre molculas debidas a dipolos temporales
causados por el movimiento de los electrones.Actan entre cualquier tipo de
molculas neutras ,polares o apolares. En el caso de las molculas no polares, es la
nica fuerza que acta entre ellas.
Cuando los electrones se mueven de un lado para otro, generan un momento dipolarinstantneo, pasajero. Los electrones pueden acumularse a un lado de una molcula,
dejando el ncleo parcialmente al descubierto al otro lado. Un extremo de la molcula
tendr carga negativa parcial pasajera y el otro extremo carga positiva parcial
tambin pasajera.
Las cargas parciales instantneas de las molculas se atraen entre si y as pueden unirse
unas con otras.La magnitud de la fuerza de London aumenta con el peso molecular. Esto explica
porque el F2y Cl2son gases, el Br2es liquido y el I2un slido a temperatura ambiente.
Esta interaccin es efectiva entre molculas muy cercanas.
Fuerzas de London (fuerzas de dispersin de London)
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Fuerzas de dispersin
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Fuerzas de dispersin
Fuerzas de dispersin aumenta con la masa molar.
Masa molar # de e-Mayor fuerza
de dispersin> >
Menos atrados por elncleo
Fuerzas de
dispersin de
London
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Elenlace de hidrogenoes un tipo especial de atraccin intermolecular que
existe entre el tomo de hidrogeno de un enlace polar (por ejemplo: H-F;
H-O H-N) y un par de electrones no compartido en un in o tomo
electronegativo cercano (generalmente un tomo de fluor, oxigeno,
nitrgeno de otra molcula).
Esta fuerza intermolecular es la que da al H2O sus propiedades
caractersticas. Su punto de ebullicin es mucho ms alto que el esperado de
acuerdo a su peso molecular, tiene punto de fusin, calor especifico y calor
de vaporizacin altos. Estas propiedades indican que las fuerzas entre las
molculas de agua son anormalmente intensas.
En el NH3, y el HF ocurre lo mismo.
Enlace de hidrogeno
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Enlace de hidrgeno
Es un tipo de interaccin dipolo-dipoloentre el tomo de hidrgeno de unaenlace polar como:
N-H O-H F-H
A H A---
Puente de
hidrgeno
A H B---
Puente de
hidrgeno
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Enlace de hidrgeno
Energa: 40 kJ/mol
El N, O y F tienen pares libres para interactuaren el puente de hidrgeno.
Gran importancia en las propiedades de muchos
compuestos.
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Un enlace de hidrogeno se representa con puntos (-------)para diferenciarlo de
un verdadero enlace covalente que se representa mediante una lnea continua (
).
Enlace de hidrogeno
- + - + - + - +Ejemplos: F H----- F H----- F H----- F H
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Enlace de hidrgeno