Fuerzas intermoleculares: toda la materia

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Las fuerzas intermoleculares son fuerzas ejercidas para mantener juntas dos o más moléculas.

Corresponden a enlaces químicos que tienen la función de unir o repeler las moléculas de un compuesto.

Las fuerzas intermoleculares provocan diferentes estados físicos en los compuestos químicos. Esta interacción puede ser más o menos fuerte, dependiendo de la polaridad de las moléculas.

Clasificación

Las fuerzas intermoleculares se clasifican en tres tipos que varían según la intensidad:

  • enlaces de hidrógeno: Conexión fuerte.
  • Dipolo permanente o dipolo-dipolo: Conexión de intensidad media.
  • Dipolo inducido o fuerzas de Londres: Conexión de baja resistencia.

El conjunto de fuerzas intermoleculares también se puede llamar Fuerzas de Van der Waals.

enlaces de hidrógeno

El enlace o puente de hidrógeno se produce en moléculas polares que tienen hidrógeno unido a elementos electronegativos y con bajo volumen atómico, como el oxígeno (O), el flúor (F) y el nitrógeno (N).

Es la fuerza intermolecular más fuerte, ya que existe una gran diferencia de electronegatividad entre los elementos.

Un ejemplo de enlace de hidrógeno ocurre en la molécula de agua (HdosO) en estado sólido y líquido.

enlace de hidrógeno
Enlace de hidrógeno de moléculas de agua (HdosO)

En el agua líquida esta interacción se produce de forma desordenada, mientras que en el hielo las moléculas están dispuestas en tres dimensiones en una estructura cristalina organizada.

Para obtener más conocimientos, lea también estos textos.:

dipolo dipolo

El dipolo-dipolo se produce entre las moléculas de compuestos polares y se considera una interacción de fuerza intermedia.

Los electrones se distribuyen asimétricamente, por lo que el elemento más electronegativo atrae los electrones hacia sí mismo.

En los enlaces dipolo-dipolo, las moléculas polares interactúan de tal manera que se conservan los polos opuestos.

interacción dipolo dipolo
Interacción dipolo-dipolo en moléculas de ácido clorhídrico (HCl)

Con el ejemplo anterior, podemos ver que la interacción dipolo-dipolo se produce debido a la atracción entre polos con carga opuesta.

El polo negativo (cloro) atrae al polo positivo (hidrógeno) de la molécula vecina.

Dipolo inducido

El dipolo inducido está constituido por la atracción no gravitacional que ocurre en todas las moléculas y es el único tipo de atracción entre moléculas apolares.

Los electrones se distribuyen uniformemente y no hay formación de dipolos eléctricos. Sin embargo, cuando las moléculas apolares se acercan, inducen la formación de dipolos temporales.

Interacción dipolo inducida
Dipolo inducido en la molécula de cloro (Cldos)

En estados físicos sólido y líquido, las moléculas están tan cerca que se forma una deformación instantánea de las nubes electrónicas y se originan los polos positivo y negativo.

Fuerzas intermoleculares versus fuerzas intramoleculares

Es importante saber que las fuerzas intermoleculares son un tipo de enlace químico. Los otros son «fuerzas intramoleculares».

Por tanto, se ejercen fuerzas intermoleculares entre moléculas y fuerzas intramoleculares dentro de las moléculas.

Las fuerzas intramoleculares son:

Iónico

El enlace iónico se considera un enlace químico fuerte. Se produce por la atracción electrostática entre iones de diferentes cargas (+ y -).

enlace iónico
Enlace iónico en cloruro de sodio (NaCl)

Consiste en la relación que se establece entre metal y no metal mediante transferencia de electrones.

covalente

Las fuerzas que producen el enlace covalente dan como resultado el intercambio de pares de electrones entre dos átomos no metálicos.

Enlace covalente
Enlace covalente en la molécula de cloro (Cldos)

La mayoría de los compuestos covalentes tienen puntos de fusión y ebullición bajos, son poco solubles en agua y se disuelven fácilmente en disolventes no polares.

Metálico

El enlace metálico resulta de las fuerzas ejercidas dentro de las moléculas de sustancias metálicas.

Conexión de metal
Enlace metálico entre átomos de metal

Los metales tienen pocos electrones de valencia y son buenos conductores de electricidad, calor y reflejan la radiación.

Ejercicios con comentarios comentados

1. (Adaptado a UFPE) Las interacciones intermoleculares son propiedades de varias moléculas, muchas de ellas vitales para los seres vivos, como las moléculas de agua y proteínas. Sobre este tema, juzgue los siguientes elementos:

a) El alcohol etílico (etanol) tiene interacciones de tipo enlace de hidrógeno.
b) La molécula de agua tiene interacciones similares a enlaces de hidrógeno.
c) La molécula de agua tiene interacciones dipolo-dipolo.
d) La molécula de dióxido de carbono ha inducido interacciones de tipo dipolo.

a) CORRECTO. La presencia de hidroxilo (OH) en etanol (CH3CHdosOH) hace que las moléculas tengan interacciones similares a enlaces de hidrógeno.

enlace de hidrógeno en etanol

b) CORRECTO. En la molécula de agua, el hidrógeno está ligado al oxígeno, un elemento mucho más electronegativo que el hidrógeno. En consecuencia, los enlaces de hidrógeno se forman debido a los dipolos de la molécula.

Puentes de hidrógeno en el agua

c) CORRECTO. Las interacciones dipolo-dipolo ocurren en moléculas compuestas por elementos químicos con diferentes electronegatividades. Un caso extremo del enlace dipolo-dipolo es el enlace de hidrógeno que se produce en el agua.

El agua tiene átomos de hidrógeno unidos al oxígeno, un elemento muy electronegativo y pequeño, que, como el flúor y el nitrógeno, hacen que este tipo de interacción se forme mucho más intensa.

d) CORRECTO. dióxido de carbono (COdos) es una molécula no polar y el único tipo posible de interacción es el tipo dipolo inducido.

dos. (PUC-RS-Adaptado) Para responder a la pregunta, numere la Columna B, que contiene algunas fórmulas de sustancias, según la Columna A, en la que se enumeran los tipos de atracciones intermoleculares.

Columna A Columna B
1. enlaces de hidrógeno HF
Cldos
COdos
dos. dipolo inducido dipolo inducido NUEVA HAMPSHIRE3
HCl
SOLOdos
3. dipolo-dipolo BF3
CCl4

1. Enlace de hidrógeno: se produce en moléculas cuyo hidrógeno está unido a los elementos flúor (F), oxígeno (O) y nitrógeno (N).

Sustancias: HF y NH3.

dos. dipolo inducido dipolo inducido: ocurre entre moléculas apolares.

Sustancias: Cldos, COdos, BF3 y CCl4.

3. dipolo-dipolo: ocurre en moleculas polares.

Sustancias: HCl y SOdos.

3. (Unicamp) Considere los procesos I y II representados por las ecuaciones:

recto H con 2 subíndices recto O con paréntesis izquierdo recto l paréntesis derecho subíndice fin del subíndice espacio flecha derecha con recto I superíndice espacio recto H con 2 subíndice recto O con paréntesis izquierdo recto g paréntesis derecho subíndice fin del subíndice espacio flecha hacia la derecha con II espacio en superíndice 2 recto H con paréntesis izquierdo recto g espacio entre paréntesis derecho subíndice final del subíndice más espacio recto O con paréntesis izquierdo recto g paréntesis derecho subíndice final del subíndice

Indique qué enlaces están rotos en cada uno de estos procesos.

Obtenga más información en: hidrógeno y oxígeno.

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