Interacciones Moleculares y Enlace Químico: Fundamentos Esenciales de la Química

Fuerzas de Van der Waals

Fuerzas de Dispersión de London

Las fuerzas de dispersión de London (o fuerzas de London) surgen de la existencia de fluctuaciones muy rápidas que provocan asimetría en la distribución de la carga eléctrica de la molécula. Esto ocasiona la aparición de un momento dipolar transitorio (dipolo instantáneo) que, a su vez, induce la formación de dipolos inducidos en las moléculas vecinas. Se encuentran presentes en todas las moléculas y son las únicas fuerzas intermoleculares que pueden existir en las moléculas apolares. Estas fuerzas crecen cuanto mayor es el tamaño de la molécula, lo que generalmente se correlaciona con una mayor masa molecular y un mayor número de electrones. Por lo tanto, a mayor tamaño molecular, más intensas serán las fuerzas de dispersión.

Fuerzas Dipolo-Dipolo (Dipolos Permanentes)

Se manifiestan en moléculas polares. En estas, además de las fuerzas de dispersión (siempre presentes), se añade este tipo de interacción debido a la propia polaridad de las moléculas (dipolos permanentes). La intensidad de estas fuerzas aumenta con la polaridad de la molécula, es decir, con una mayor diferencia de electronegatividad entre los átomos que la componen.

Es importante destacar que, en moléculas de masa muy diferente, las fuerzas de dispersión predominarían sobre las interacciones dipolo-dipolo permanentes, mientras que en moléculas de masa parecida, predominarían estas últimas.

Fuerzas Dipolo Permanente-Dipolo Inducido

Se establecen entre moléculas polares y moléculas apolares. La proximidad de una molécula polar induce la formación de un dipolo inducido en la molécula inicialmente apolar.

Enlaces de Hidrógeno

Los enlaces de hidrógeno son un caso particular y más intenso de interacción dipolo-dipolo. Su fuerza es intermedia entre las fuerzas de Van der Waals y los enlaces covalentes.

Requisitos para su formación:

• Átomos pequeños y altamente electronegativos (como O, N, F).
• Estos átomos deben poseer pares de electrones no enlazantes (solitarios).
• Un átomo de hidrógeno debe estar unido covalentemente a uno de estos átomos electronegativos.

El enlace de hidrógeno se forma por la fuerte atracción electrostática entre el átomo de hidrógeno (parcialmente positivo) de una molécula y el par de electrones no enlazantes del átomo pequeño y electronegativo de una molécula vecina.

Polaridad Molecular

Molécula Apolar

Una molécula es apolar cuando, a pesar de poseer enlaces polares, los momentos dipolares individuales se cancelan debido a la simetría de su geometría molecular, resultando en un momento dipolar neto igual a cero (μ = 0).

Molécula Polar

Una molécula es polar cuando los momentos dipolares de sus enlaces no se anulan, sumándose vectorialmente para producir un momento dipolar neto diferente de cero (μ ≠ 0). La dirección del momento dipolar resultante se orienta hacia la región de mayor densidad electrónica. Los pares de electrones no enlazantes (solitarios) en el átomo central pueden influir significativamente en el momento dipolar total, aumentándolo o disminuyéndolo dependiendo de su orientación respecto a los vectores de enlace.

Teoría del Enlace de Valencia (TEV) y Conceptos Relacionados

Teoría del Enlace de Valencia (TEV)

Según la Teoría del Enlace de Valencia (TEV), los enlaces covalentes se forman como consecuencia del solapamiento de orbitales atómicos que contienen electrones desapareados con espines opuestos.

Promoción Electrónica

La promoción electrónica es el proceso por el cual un átomo puede excitar un electrón a un subnivel energético superior, siempre que la energía requerida para esta transición no sea excesivamente alta. Esta energía se recupera y se compensa con la energía liberada durante la formación de los enlaces.

Hibridación

La hibridación es un proceso hipotético mediante el cual orbitales atómicos puros (s, p, d) se combinan entre sí para formar un nuevo conjunto de orbitales equivalentes, llamados orbitales híbridos, que son más adecuados para la formación de enlaces.