Fuerzas intermoleculares en química: definición, tipos y ejemplos
¿Qué son las fuerzas intermoleculares?
¿Alguna vez ha colocado suavemente un clip de papel u otro objeto pequeño en la superficie del agua? ¿Flotó el clip? Si es así, ha sido testigo del resultado de las interacciones de miles de millones de moléculas de agua que impiden que la superficie del agua líquida permita que el clip se hunda. La interacción entre moléculas (sustancias que están formadas por átomos que se unen compartiendo electrones para formar enlaces covalentes ) y otras moléculas o iones (átomos que han perdido o ganado electrones) está gobernada por fuerzas físicas. Estas fuerzas, conocidas como fuerzas intermoleculares , surgen de la forma en que los electrones se comparten dentro de los enlaces covalentes de diferentes moléculas.
Surgen dos posibilidades básicas cuando se considera el intercambio de electrones entre átomos que están unidos covalentemente. Algunas moléculas, como las que se encuentran en el petróleo o incluso en el aceite de oliva, comparten los mismos electrones en sus enlaces covalentes, conocidos como moléculas no polares . Otras moléculas tienen un reparto desigual de electrones (también conocidas como moléculas polares ) entre átomos donde un átomo jala los electrones en el enlace covalente más cerca de sí mismo para formar una carga negativa parcial, y los átomos en la molécula que tienen sus electrones separados forman una carga positiva parcial. Las cargas parciales positivas y negativas de la molécula crean un dipolo .
Tipos de interacciones intermoleculares
Las interacciones ion-dipolo ocurren cuando los iones interactúan con moléculas polares y representan la fuerza más fuerte que se analiza aquí. Los iones cargados son atraídos por el dipolo con la carga parcial opuesta. Ha sido testigo de los resultados de este tipo de interacción si alguna vez ha visto sal de mesa disuelta en un vaso de agua. La sal de mesa está compuesta de iones de sodio con carga positiva (Na ^ +) e iones de cloruro con carga negativa (Cl ^ -). Los iones de sodio son atraídos por la carga negativa parcial de los átomos de oxígeno en las moléculas de agua vecinas. Los iones de cloruro son atraídos por la carga positiva parcial de los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua vecinas. Por lo tanto, las interacciones atractivas permiten que los iones estén rodeados de moléculas de agua y se disuelvan.
Las fuerzas dipolo-dipolo ocurren cuando dos o más moléculas polares interactúan entre sí y dan la segunda fuerza más fuerte que se analiza aquí. Las cargas parciales positivas de una molécula interactúan con las cargas parciales negativas de otra molécula. Un ejemplo muy importante de este tipo de interacción se conoce como enlace de hidrógeno , donde el hidrógeno de una molécula polar con carga parcial positiva es atraído por un par de electrones de un átomo dentro de otra molécula polar con carga parcial negativa. Los enlaces de hidrógeno, a veces llamados enlaces H, son responsables de que el clip de papel flote en el agua en el ejemplo desde el principio, así como de la estructura de doble hélice del ADN.
Las fuerzas que existen entre moléculas no polares se denominan a menudo fuerzas de London , o de dispersión . La distribución uniforme de los electrones que se comparten entre los átomos de la molécula no polar significa que no existen fuerzas de atracción significativas entre las moléculas. Como resultado de la debilidad de las fuerzas de Londres (la más débil de las tres fuerzas presentadas aquí), los líquidos no polares como la gasolina no tienen fuerzas de atracción fuertes para evitar la evaporación rápida. La falta de fuerzas de atracción entre moléculas no polares también significa una mala mezcla con moléculas polares y explica por qué el vinagre (que es principalmente agua) no se mezcla con el aceite de oliva.
Resumen de la lección
Las fuerzas intermoleculares ocurren cuando las moléculas interactúan entre sí. El tipo de interacción está determinado por el intercambio de electrones dentro de los enlaces covalentes de cada molécula. El intercambio desigual de electrones dentro de los enlaces covalentes da como resultado moléculas polares con cargas parciales positivas y negativas llamadas dipolos . Son posibles tres fuerzas intermoleculares básicas : ión-dipolo , dipolo-dipolo y fuerzas de London , o dispersión .