fuerzas intermoleculares

Fuerza intermoleculares

Fuerzas intermoleculares

11.2

Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción que existen entre las moléculas.

Las fuerzas intramoleculares mantienen juntos los átomos en una molécula.

Intermolecular vs intramolecular

• 41 kJ para vaporizar (separar) 1 mol de agua (F. intermolecular)

• 930 kJ para romper todos los enlaces O-H en 1 mol de agua ( F.

intramolecular)

Generalmente, las fuerzas

intermoleculares son

mucho más débiles que las

fuerzas intramoleculares.

“Medida” de fuerzas intermoleculares

punto de ebullición

punto de fusión

DHvap

DHfus

En los líquidos las fuerzas intermoleculares tienen la suficiente intensidad paramantener las moléculas muy juntas.En los sólidos las fuerzas de atracción entre las partículas tienen la intensidadsuficiente para frenar el movimiento molecular y obligar a las partículas a ocupar sitiosespecíficos en un acomodo tridimensional..En los gases las fuerzas de atracción intermolecular son insignificantes en comparacióncon las energías cinéticas de las moléculas; por ello las moléculas están muy separadasy en movimiento constante.

Fuerzas intermoleculares y Estados de Agregación

Clasificación de las fuerzas intermoleculares:Los tipos de fuerzas intermoleculares que se analizarán son:

Puente de hidrógeno

Fuerzas de London

Fuerzas dipolo-dipolo

Fuerzas ión-dipolo

Fuerzas ión-dipolo inducido


Es un tipo de atracción intermolecular fuerte entre el

hidrógeno átomos muy electronegativos (F,O,N). Puede

tratarse también del efecto en la misma molécula,

llamándosele en este caso, Puente de Hidrógeno

Intramolecular. Cuando la interacción es entre diferentes

moléculas, se le llama Puente de Hidrógeno

Intermolecular.

Este tipo de átomos, siempre tiene pares de electrones no

compartidos al formar moléculas.

Ejemplo:

HF, NH3 y H2O estas moléculas pueden formar enlaces por

puente de hidrógeno.

Puente de Hidrógeno Intermolecular

Gaseoso

…..

El enlace de hidrógeno intramolecular, se presenta

cuando el enlace es dentro de la misma molécula.

Como se puede observar en la molécula del acido salicílico, un enlace dehidrógeno intramolecular representado por la línea punteada, une el grupo

─OH a través del hidrógeno con el oxígeno del doble enlace del grupo─COOH en la misma molécula.

Acido salicílico

Puente de hidrógeno intramolecular

Esta interacción es mucho más fuerte que una interacción dipolo-dipolo en la

que no exista puente de hidrógeno.

Esto se manifiesta en las elevadas temperaturas de ebullición de los

líquidos cuyas moléculas forman puentes de hidrógeno entre sí.

Dímero del

ácido acético

Puente de hidrógeno intermolecular

Sustancia p.eb (°C) µ (D)

H2O 100.0 1.87

NH3 -33.0 1.46

HF 19.9 1.92

Qué característica estructural es la que hace al agua tan diferente?

Temperaturas de ebullición para HF, NH3 y H2O.



Podemos ver que, mientras el HF tiene sólo un átomo dehidrógeno para establecer puentes, el amoniaco, aunquetiene tres, sólo tiene un par de electrones no compartidossobre el nitrógeno. El agua, en cambio, tiene dos átomosde hidrógeno unidos al átomo de oxígeno, que a su veztiene dos pares de electrones no compartidos. Estopermite que cada molécula de agua pueda participarsimultáneamente en cuatro enlaces de puente dehidrógeno.

H - F

Puentes de hidrógeno del agua

Puente de hidrógeno: Alcoholes

Tienen fórmula general R-O(-)-H(+), donde los símbolos - y +,se refieren a que sobre el átomo junto al cual se escribieron, hayuna carga negativa o positiva parcial, lo que justamente genera elmomento dipolar.

La molécula de metanol, puede interactuarfuertemente con uno de los pares de electronesno compartidos en el átomo de oxígeno de unamolécula vecina, formando un “puente”, líneaspunteadas, entre dos moléculas de metanol.

Fuerzas intermoleculares:

En honor del físico Holandés Johannes van der Waals, se

conocen como fuerzas de Van der Waals a las siguientes

fuerzas..

Fuerzas de London


Fuerzas ión-dipolo

Fuerzas ión-dipolo inducido

Fuerzas

intermoleculares

Fuerzas

intramoleculares

Fuerzas de dispersión de LondonEstas fuerzas están presentes en moléculas no polares.

En las moléculas no polares se puede producir de manera transitoriaun desplazamiento relativo de los electrones originándose un polopositivo y otro negativo, a lo que se le llama dipolo instantáneo otransitorio, que produce dipolos inducidos con las moléculasvecinas, estableciéndose una débil atracción entre las moléculas.

Ejemplo:

Distribución uniforme de carga

e-

e-

e-e-

e-

e-

e-e-

e-

e- e-

e-

+- + -

+ -

e-

e-

e-e-

e-

e-

e-e-

e-

e- e-

e-

+- + -

+ -

Fuerzas de dispersión de London

Molécula no polar

Distribución asimétrica de los electrones

Dipolo instantáneo Dipolo inducido

Fuerzas de London

Molécula no polar

Dipolo instantáneo Molécula no polar

Dipolo instantáneo Dipolo

inducido

Dipolo inducidoDipolo instantáneo

Ejemplo: H2

Las moléculas grandes y complejas que poseen grandes

nubes electrónicas que se distorsionan y polarizan

fácilmente son las que presentan las fuerzas de London más

fuertes.Polarizabilidad: grado en el cual la nube electrónica de

un átomo o molécula puede distorsionarse por la acción

de un campo eléctrico externo, o por la acción de otra

molécula distorsionada.

Las fuerzas de dispersión se hacen mas intensas al

aumentar la masa molar y la magnitud de las fuerzas

de dispersión.

Fuerzas de dispersión de London

MSc. Parada. Escuela de Química, UES.

Halógeno M.M N0 de e- p. de ebullición (°C)

F2 38 18 -188.1

Cl2 71 34 -34.0

Br2 160 70 59.5

I2 254 106 185

Comparación masa molar y punto de ebullición

Es más difícil separar a las moléculas de yodo que a las de bromo. Tambiénpodemos decir que la cantidad de energía necesaria para separar a las moléculas delos halógenos, aumenta con el tamaño del halógeno.

Tamaño de las moléculas de halógenos: F2 < Cl2 < Br2 < I2

Más polarizableMenos polarizable


Hidrocarburo Masa molarPunto de ebullición

(°C)

Punto de fusión

(°C)

Metano 16 -164 -182

Etano 30 -88.6 -183.3

Propano 44 -42.1 -187.9

n-butano 58 -0.5 -138.4

n-pentano 72 36.1 -130.2

n-hexano 86 69 -95

n-heptano 100 98.4 -90.6

n-octano 114 125.7 -56.8

n-nonano 128 150.8 -51.1

n-decano 142 174.1 -29.7

HIDROCARBUROS

Fuerzas Dipolo-dipolo

Fuerzas de atracción entre moléculas polares. Las moléculas polares se atraen

cuando el extremo positivo de una de ellas está cerca del extremo negativo de otra.

Las fuerzas dipolo-dipolo son efectivas cuando las moléculas polares están muy juntas,

generalmente son más débiles que las fuerzas ión-dipolo, aumentan al aumentar la

polaridad.

Fuerzas Dipolo-dipolo

Fuerzas intermoleculares

H - I -----------------H – I --------------H - I

+ -

+ - +-


Fuerzas de atracción entre moléculas polares

Orientación de moléculas polares en un sólido

Fuerzas ion dipolo

Las fuerzas ion-dipolo tienen especial importancia en lassoluciones de sustancias iónicas en líquidos polares. Sonatracciones entre un ión y el polo de carga opuesta de una moléculapolar. La magnitud de la atracción aumenta con la carga del ión y lacarga del dipolo

El ion positivo es rodeado por el dipolo orientado con su carga negativa y el

ion negativo es rodeado por el dipolo orientado con su carga positiva.

Ejemplo: NaCl(s) + H2O(l) Na+(ac) + Cl-(ac)

Fuerzas de atracción entre un ion y una molécula polar.

Fuerzas ion dipolo

Interacción ion-dipolo

Tienen lugar entre un ión y una molécula no polar. La proximidad

del ión provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula

no polar que la convierte (de modo transitorio) en una molécula

polarizada. En este momento se produce una atracción entre el ión y

la molécula polarizada. Un ejemplo de esta interacción es la

interacción entre el ión Fe2+ de la hemoglobina y la molécula de O2,

que es no polar. Esta interacción es la que permite la unión

reversible del O2 a la hemoglobina y el transporte de O2 desde los

pulmones hacia los tejidos.

Fuerzas ion dipolo inducido


Tipo

Enlace

Partículas

Estructurales

Fuerzas

Intermoleculares

Propiedades Ejemplos

Iónico cationes y

aniones

Atracciones

electrostáticas

1. Son duros.

2. Puntos de fusión altos.

3. Conducen la corriente eléctrica en

solución acuosa o fundidos.

4. Muchos son solubles en disolventes

polares como el agua.

NaCl, MgO,

NaNO3.

Covalente

no polar,

covalente

polar

moléculas no

polares

Fuerzas de

Dispersión o

London

1. Blandos

2. Puntos de fusión extremadamente bajos

o moderados

3. Subliman (sólido a gas) en algunos

casos.

4. Soluble en algunos disolventes no

polares.

5. No conducen la corriente eléctrica.

CO2,

CCl4, CH4, I2.

Covalente

Polar

Moléculas

polares

Atracciones dipolo-

dipolo

1. Puntos de fusión bajos a moderados

2. Solubles en algunos disolventes polares

CH3OCH3

CHCl3, HCl.

Enlace de

hidrógeno

Moléculas con H

unido a N, O, F

Puente de

hidrógeno

1. Puntos de fusión bajos a moderados.

2. Solubles en algunos disolventes por

enlace de hidrogeno y por algunos

disolventes polares.

H2O, HF, NH3.

fuerzas intermoleculares

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