¿Qué son las fuerzas intermoleculares?
En química, las fuerzas intermoleculares describen varias fuerzas electrostáticas presentes entre átomos y moléculas. Estas fuerzas incluyen fuerzas de ion-dipolo, enlace de hidrógeno, fuerzas de dipolo-dipolo y fuerzas de dispersión de Londres. Aunque estas fuerzas son generalmente mucho más débiles que los enlaces iónicos o covalentes, aún pueden tener una gran influencia en las características físicas de los líquidos, sólidos o soluciones.
Todas las fuerzas intermoleculares son de naturaleza electrostática. Esto significa que la mecánica de estas fuerzas depende de las interacciones de especies cargadas como iones y electrones. Los factores relacionados con las fuerzas electrostáticas, como la electronegatividad, los momentos dipolares, las cargas de iones y los pares de electrones, pueden afectar en gran medida los tipos de fuerzas intermoleculares entre dos especies químicas dadas.
Las fuerzas ión-dipolo están presentes entre los iones y las cargas parciales en los extremos de las moléculas polares. Las moléculas polares son dipolos y tienen un extremo positivo y un extremo negativo. Los iones cargados positivamente son atraídos al extremo negativo de un dipolo y los iones cargados negativamente son atraídos al extremo positivo de un dipolo. La fuerza de este tipo de atracción intermolecular aumenta al aumentar la carga de iones y aumentar los momentos dipolares. Este tipo particular de fuerza se encuentra comúnmente en sustancias iónicas disueltas en solventes polares.
Para moléculas y átomos neutros, las fuerzas intermoleculares que pueden estar presentes incluyen fuerzas dipolo-dipolo, enlaces de hidrógeno y fuerzas de dispersión de Londres. Estas fuerzas conforman las fuerzas de van der Waals, que llevan el nombre de Johannes van der Waals. En general, son más débiles que las fuerzas de dipolo iónico.
Las fuerzas dipolo-dipolo ocurren cuando el extremo positivo de una molécula polar se acerca al extremo negativo de otra molécula polar. La fuerza misma depende de la proximidad de las moléculas. Cuanto más lejos están las moléculas, más débiles son las fuerzas dipolo-dipolo. La magnitud de la fuerza también puede aumentar con el aumento de la polaridad.
Las fuerzas de dispersión de Londres pueden ocurrir entre especies químicas no polares y polares. Se nombran en honor a su descubridor, Fritz London. La fuerza misma ocurre debido a la formación de dipolos instantáneos; Estos pueden explicarse por el movimiento de electrones en las especies químicas.
Los dipolos instantáneos se crean cuando los electrones alrededor de una especie química son atraídos al núcleo de otra especie química. En general, las fuerzas de dispersión de Londres son mayores para las moléculas más grandes, porque las moléculas más grandes tienen más electrones. Los halógenos grandes y los gases nobles, por ejemplo, tienen puntos de ebullición más altos que los halógenos pequeños y los gases nobles debido a esto.
Los enlaces de hidrógeno se producen entre átomos de hidrógeno en un enlace polar y pares de electrones no compartidos en pequeños iones electronegativos o átomos. Este tipo de fuerza intermolecular se ve a menudo entre átomos de hidrógeno y flúor, oxígeno o nitrógeno. Los enlaces de hidrógeno se pueden encontrar en el agua y son responsables del alto punto de ebullición del agua.
Las fuerzas intermoleculares pueden tener un profundo efecto sobre las características físicas de una especie química. Típicamente, los altos puntos de ebullición, los puntos de fusión y la viscosidad están asociados con altas fuerzas intermoleculares. Aunque son mucho más débiles que los enlaces covalentes e iónicos, estas fuerzas de atracción intermolecular siguen siendo importantes para describir el comportamiento de las especies químicas.