Propietats, Enllaços i Forces Intermoleculars

Propietats de la Matèria i Solubilitat

Propietats Generals

Algunes propietats de la matèria inclouen la massa, la temperatura, la pressió (en líquids i gasos) i la força entre les partícules.

Solubilitat

La solubilitat depèn de la polaritat de les substàncies:

• Les substàncies polars (amb separació de càrrega), com les substàncies iòniques o covalents moleculars polars (HF, HCl, NH3, CO...), es dissoldran bé en dissolvents polars com l'aigua i seran poc solubles en dissolvents apolars.
• Les substàncies apolars (Cl2, F2, O2, CO2...) es dissoldran bé en dissolvents apolars (o poc polars) com el benzè, el toluè, el ciclohexà, el tetraclorur de carboni (CCl4)... i es dissoldran amb molta dificultat en dissolvents polars com l'aigua.

Les substàncies amb enllaços metàl·lics i les xarxes covalents no es dissolen, ja que no es dona el procés de solvatació.

Conductivitat Elèctrica

La conductivitat elèctrica implica el moviment de càrregues elèctriques. Pot ser deguda a:

• El moviment d'electrons a través d'un conductor elèctric.
• El moviment de cations i anions en una dissolució d'una sal iònica o d'un compost covalent polar (per exemple, NaCl en aigua, on els ions es troben totalment dissociats).
• El moviment dels cations i anions en una sal fosa (per exemple, NaCl fos).

Tipus d'Enllaços Químics

Enllaç Metàl·lic

L'enllaç metàl·lic forma una xarxa cristal·lina. Hi ha repulsió entre els cations.

Enllaç Covalent

En l'enllaç covalent molecular, s'han de trencar les interaccions intermoleculars.

Forces Intermoleculars

Les forces intermoleculars són les interaccions entre molècules. Inclouen:

• Forces Dipol-Dipol: Es donen entre molècules polars.
• Forces Dipol Instantani-Dipol Induït (Forces de London): Es donen entre molècules apolars. Aquestes forces permeten que substàncies apolars com els halògens puguin liquar i solidificar. Les forces de London afecten els halògens, els gasos nobles, els hidrocarburs lineals i ramificats, i els hidrurs de la família del carboni. Un exemple que confirma que les forces dipol instantani-dipol induït s'incrementen amb la superfície de contacte entre les molècules és el dels isòmers (C5H12), o també amb l'augment de la massa molecular.
• Ponts d'Hidrogen: Són responsables dels punts d'ebullició anormalment elevats de l'aigua, l'amoníac i el fluorur d'hidrogen. Una conseqüència important de la presència de ponts d'hidrogen és que l'aigua és líquida a temperatura ambient. Els ponts d'hidrogen són molt importants en les estructures dels éssers vius, mantenint l'estructura secundària (hèlix o làmina plegada) de les proteïnes, la doble cadena de l'ADN i les cadenes que formen la cel·lulosa. Es formen entre àtoms d'hidrogen units a àtoms molt electronegatius (N, O, F) i parells d'electrons no enllaçants d'altres àtoms electronegatius.

Casos Específics

Gasos i Punts d'Ebullició

Gasos com l'etè (C2H4) no poden tenir temperatures d'ebullició superiors a 25°C a pressió atmosfèrica.

Solvents i Soluts

Si un dissolvent és apolar, la substància que s'hi dissolgui bé ha de ser apolar.

Molècules amb Octet Incomplet o Expandit

Algunes molècules tenen àtoms amb un octet incomplet (deficitaris en electrons), com BF3, BH3, BCl3, BI3, BeF2, BeCl2, AlF3, AlCl3. Altres àtoms, especialment els del tercer període i posteriors (P, S, Cl), poden presentar un octet expandit.