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La estructura es la clave de todo en química. Las propiedades de una sustancia dependen de los átomos que contiene y de cómo se unen esos átomos. Al observar la fórmula estructural de una sustancia, podemos predecir una serie de cosas sobre sus propiedades. Básicamente, la estructura espacial determina las propiedades y las propiedades de los átomos dependen de su estructura atómica.
El término propiedades físicas engloba todas las propiedades de sustancias relacionadas con fenómenos físicos.
En general, estudiamos propiedades físicas como punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad, etc. Estas propiedades están fuertemente asociadas con las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas, llamadas fuerzas intermoleculares. Las fuerzas intermoleculares se pueden dividir en:
| Tipo de interacción | Fuerza relativa | Especies involucradas |
| dipolo de iones | Fuerte | Iones y moléculas polares |
| dipolo dipolo | moderadamente fuerte | moléculas polares |
| Dipolo-dipolo inducido | Muy débil | Molécula polar y no polar |
| Dipolo instantáneo inducido por dipolo | Muy débil | moléculas no polares |
| enlaces de hidrógeno | Fuerte | Moléculas que tienen hidrógeno unido a F, O o N. |
Adaptado de Barbosa, 2004.
- interacción ion-dipolo: fuerza existente entre un ion y la carga parcial en un determinado lado de una molécula polar. Es la interacción más fuerte y ocurre con mayor frecuencia en moléculas inorgánicas.
- interacciones dipolo-dipolo: ocurre entre moléculas que tienen dipolos permanentes, que pueden ser de la misma especie o diferentes, e influyen en las temperaturas de fusión y ebullición, así como en la solubilidad.
- Interacciones dipolo-dipolo inducidas
- Interacciones dipolo instantáneas y dipolo inducido (Fuerzas de Londres): Ocurren entre moléculas de sustancias no polares y se deben a distorsiones momentáneas de las nubes electrónicas de las moléculas.
- enlace de hidrógeno: Suelen ocurrir entre moléculas que tienen un átomo de H unido a F, O o N. Es una de las interacciones más fuertes.
En general, los compuestos y grupos que contienen solo carbono, hidrógeno y halógenos no son muy polares. Grupos como: ‒OH, = NH, ‒NHdos, ‘COOH y’ COO ‘, cuando están presentes en moléculas, les confieren características polares.
Las principales propiedades de los compuestos orgánicos ellos son:
Punto de fusión y ebullición
Los factores que influyen en las temperaturas de fusión y ebullición son el tamaño de las moléculas (mayor superficie de contacto) y los tipos de fuerzas intermoleculares. En sustancias cuyas moléculas interactúan por la misma fuerza intermolecular, cuanto mayor es la masa molecular, mayores son las temperaturas de fusión y ebullición. En moléculas con diferentes fuerzas intermoleculares, cuanto más fuerte es la naturaleza de la fuerza, más altas son las temperaturas de fusión y ebullición.
Solubilidad
Como regla general, los compuestos se disolverán bien en solventes con polaridades similares. Los compuestos iónicos y polares tienden a disolverse bien en solventes polares y los compuestos de baja polaridad tienden a disolverse bien en solventes de baja polaridad.
El tamaño de la cadena de carbono también influye en la solubilidad. Si consideramos la solubilidad en agua, incluso los alcoholes y ácidos carboxílicos, que son muy solubles en agua, tienen su solubilidad disminuida con el aumento de la cadena carbonada, ya que de esta manera aumenta el carácter no polar.
Acidez
El carácter ácido de los compuestos orgánicos depende de la definición de ácido según Arrhenius y Brönsted-Lowry. En general, tenemos:
Ácidos carboxílicos> Fenoles> Alcoholes> Alquinos verdaderos
Nota: alquinos verdaderos = triple enlace al final de la cadena
Basicidad
La basicidad de los compuestos orgánicos se estudia principalmente en las aminas, y se explica por la facilidad con la que el nitrógeno aporta su par de electrones para formar enlaces dativos. En general, tenemos:
Aminas alifáticas secundarias> Aminas alifáticas primarias> Aminas alifáticas terciarias
Bibliografía:
McMurry, J., Organic Chemistry, 7ª ed., Vol. 1 y vol. 2, São Paulo: Cengage Learning, 2011.
Constantino, MG, Química Orgánica – Curso Universitario Básico, Vol. 1, São Paulo: USP, 2005.
Barbosa, LCA, Introducción a la Química Orgánica, 2ª ed., São Paulo: Pearson – Prentice Hall, 2004.
http://docente.ifsc.edu.br/michael.nunes/MaterialDidatico/Analises%20Quimicas/Quimica%20Geral/For%C3%A7as%20intermoleculares.pdf
http://www.ufjf.br/baccan/files/2011/05/QFL2340_2012_06_Propriedades_Fisicas.pdf
