Fuerzas Intermoleculares: Naturaleza, Clasificación y Propiedades Físicas

Fuerzas Intermoleculares o de Van der Waals

Las fuerzas intermoleculares (o de Van der Waals) son aquellas que unen moléculas distintas y son responsables del estado físico de las sustancias. Son mucho más débiles que los enlaces entre átomos y se clasifican, según su fuerza, en:

Tipos de interacciones intermoleculares

• Dipolo-dipolo: En moléculas polares, se produce una fuerza de atracción eléctrica entre los dipolos, generando una orientación determinada. Es una fuerza que afecta más cuanto mayor sea la polaridad de la molécula. En moléculas de masa similar, la presencia de estos dipolos permanentes crea diferencias en sus puntos de fusión y ebullición.
• Ion-dipolo: Interacción responsable de la disolución de los compuestos iónicos en disolventes polares.
• Dipolo-dipolo inducido: Se da cuando se pone en contacto una sustancia polar con una apolar; la polar crea en la apolar un dipolo inducido. Esto depende del tamaño, que ha de ser grande para que los electrones se agrupen en una parte de la molécula.
• Ion-dipolo inducido: Similar al dipolo-dipolo inducido, pero el dipolo se induce en presencia de un ion.
• Dipolo instantáneo-dipolo inducido (Fuerzas de London): Presentes en todas las moléculas, sean o no polares. La mecánica clásica no puede explicar la atracción entre dos cuerpos neutros; sin embargo, la mecánica cuántica contempla la existencia de dipolos instantáneos en cualquier átomo o molécula como consecuencia de fluctuaciones espontáneas y aleatorias de las nubes electrónicas. Estos dipolos instantáneos inducen dipolos en las moléculas vecinas. El parámetro que determina la intensidad de las fuerzas de London es la polarizabilidad (facilidad con que se polariza la molécula al estar sometida a un campo eléctrico).

Factores de los que depende la polarizabilidad

• Número total de electrones: A más electrones, mayor polarizabilidad. Como el número de electrones aumenta con la masa molecular, la fuerza de London aumenta con esta.
• Forma de la molécula: La polarizabilidad crece con el volumen.

Conclusión sobre las fuerzas de dispersión

Las fuerzas de dispersión aumentan con el tamaño de la molécula.

Enlace de Hidrógeno

Para que se produzca, debe haber un átomo de hidrógeno unido a elementos químicos con átomos pequeños y muy electronegativos (solo se da con F, O, N). Asimismo, se precisa que existan otros átomos pequeños y muy electronegativos que tengan pares de electrones no enlazados (F, O, N).

Características principales

• Se produce por atracción eléctrica entre el núcleo de hidrógeno y un par de electrones solitarios de la molécula vecina.
• La energía del enlace de hidrógeno es intermedia entre las fuerzas de Van der Waals y la del enlace covalente.
• Por tanto, cuando las moléculas se unen mediante puentes de hidrógeno, las sustancias muestran puntos de ebullición altos (ejemplo: H₂O frente a H₂S, H₂Se, H₂Te).