Fuerzas Intermoleculares: Claves para Entender Propiedades de Sustancias

Fuerzas Intermoleculares

Cualquier tipo de interacción entre moléculas que no implique un enlace químico.

Intensidad de las Fuerzas Intermoleculares

Todas son débiles y atractivas. La energía se utiliza para separar átomos y moléculas.

Tipos de Fuerzas Intermoleculares

Fuerzas de Dispersión o de London

• Son las más importantes, presentes en todas las moléculas, sean o no polares.
• Se deben a atracciones entre dipolos instantáneos e inducidos (ej. He, N₂).
• La polarizabilidad determina la intensidad de las fuerzas de London e indica la facilidad con la que se polariza la molécula.
• Cuanto más polarizable sea una molécula, es decir, más fácil sea formar dipolos, más intensas serán las fuerzas.
• La polarizabilidad depende del número de electrones y de la forma molecular.

Fuerzas entre Dipolos Permanentes

• Se dan en moléculas polares.
• En moléculas de masa similar, la presencia de dipolos permanentes da lugar a diferencias apreciables en puntos de fusión y ebullición.
• En moléculas de masa diferente, las fuerzas de dispersión predominan sobre la contribución de los dipolos permanentes (ej. HCl, CH₃Cl, HI, HBr, O₂).

Fuerzas entre Dipolos Permanentes y Dipolos Inducidos

• Se dan entre moléculas polares y no polares.
• La presencia de moléculas polares hace que aparezcan dipolos inducidos en las moléculas apolares (ej. CH₃Cl, CCl₄).

Enlace de Hidrógeno

Sustancias con enlace H-X (donde X: F, O, N).

Requisitos para Formar Puentes de Hidrógeno

Es un caso extremo de interacción dipolar que se da cuando se cumplen dos requisitos:

1. Debe haber átomos de hidrógeno unidos a elementos químicos con átomos pequeños de carácter muy electronegativo (se da cuando el átomo de hidrógeno está unido al F, O o N).
2. A su vez, debe haber otros átomos pequeños y muy electronegativos que posean pares de electrones no enlazados.

El enlace de hidrógeno se produce por la gran atracción eléctrica entre el núcleo de H y un par de electrones solitarios de la molécula vecina.

Características del Enlace de Hidrógeno

• Cuando las moléculas se unen mediante enlaces de H, las sustancias muestran puntos de fusión y ebullición altos.
• El enlace de hidrógeno le da al agua algunas de sus propiedades más características. Ejemplos de propiedades: altos puntos de fusión y ebullición, alta entalpía de vaporización y elevada capacidad calorífica.

Propiedades de las Sustancias Moleculares

Son sustancias moleculares aquellas que están formadas por moléculas unidas entre sí por fuerzas intermoleculares.

• Puntos de fusión y ebullición bajos o muy bajos.
• A temperatura ambiente, los gases y líquidos son sustancias moleculares puras o disoluciones en las que el disolvente es molecular, con la excepción del mercurio.

Sólidos Moleculares

• Son sólidos a temperatura ambiente, de baja densidad, blandos, frágiles y son malos conductores de la electricidad y el calor (ej. I₂, S₈, C₆H₁₂O₆).

Sustancias con Moléculas Apolares

• Formadas por moléculas unidas por fuerzas de dispersión.
• Son blandas, con puntos de fusión de los más bajos conocidos, y solubles en disolventes apolares.
• Subliman (ej. C₁₀H₈).

Sustancias con Moléculas Polares y/o Enlaces de Hidrógeno

• Puntos de fusión y ebullición bajos.
• No son tan blandas.
• Solubles en disolventes polares o en disolventes con enlaces de hidrógeno (a veces en ambos).

Líquidos Moleculares

Propiedades más importantes:

• Tensión superficial y viscosidad.
• Miscibilidad y capacidad para formar disoluciones.

Algunos líquidos tienen moléculas con regiones polares y apolares, de forma que se mezclan con líquidos apolares y polares. En cuanto a la capacidad para formar disoluciones con otro tipo de sustancias, el agua principalmente es capaz de disolver a los sólidos iónicos y producir electrolitos.