Definición de Fuerzas Intermoleculares (Dipolo-Dipolo, Ión-Dipolo, London, y P. Hidrógeno)

Como su nombre lo indica, son las fuerzas que interactúan entre las moléculas de un compuesto. Vale aclarar que existen también las fuerzas intramoleculares, que se da entre los átomos que forman la molécula.

Candela Rocío Barbisan | Nov. 2021
Ingeniera Química

Básicamente, existen tres fuerzas intermoleculares que son las más típicas y las que abordaremos en esta sección. Ahora bien, ¿por qué resulta interesante el estudio de estos tipos de fuerzas? Pues porque permite predecir algunas propiedades químicas como los Puntos de Ebullición y de Puntos de Fusión.

Supongamos que tenemos los siguientes compuestos MgO, NO2, HF y F2 y debemos ordenarlos por Punto de Ebullición creciente. Sabemos que, a medida que aumenta la fuerza de atracción entre ellos, debemos entregar más energía para romper los enlaces. Por ello, debemos entender cuáles son las fuerzas que interactúan.

En el caso del MgO, es un compuesto iónico, por lo que, las fuerzas que lo mantienen unidos son de tipo electroestáticas, las más intensas de todas, por ende, tendrá el mayor Punto de Ebullición. Luego, si analizamos el NO frente al HF y F, vemos que el NO posee dipolos de tipo permanentes, una geometría no simétrica y momento dipolar no nulo, por lo que en él interaccionan fuerzas dipolo-dipolo. En tanto que, el análisis es análogo para la molécula HF, sin embargo, aquí se produce una unión dipolo entre átomos de H y de F, lo que resulta en enlaces Puente de Hidrógeno, fuerzas más intensas que las dipolo-dipolo. Por último, se tiene F2, una molécula simétrica y apolar cuyas únicas fuerzas presentes son De London, fuerzas más débiles que en el resto de los casos.

En base a este análisis se sabe que el mayor Punto de Ebullición lo tendrá el MgO, le sigue HF, luego NO 2 y, por último, F2.

Fuerzas de London

También conocidas como fuerzas de dispersión, existen en todos los compuestos moleculares. Sin embargo, en las moléculas polares pierden importancia por la existencia de dipolos que harán que existan otras fuerzas más relevantes. Por ello, en las moléculas apolares son las únicas fuerzas presentes.

Cuanta mayor sea la masa molar, mayor serán las Fuerzas de London. A su vez, las moléculas no polares forman dipolos transitorios o temporarios, es decir, la nube electrónica se deforma por el continuo movimiento de sus electrones. Cuanto más grande sea esa nube electrónica y más polarizable sea, mayor serán las Fuerzas de London que interactúan.

Ejemplo típico son los compuestos diatómicos como el Cl2 donde existe simetría en la estructura sumado a que los dos átomos que la forman poseen la misma electronegatividad, por lo que, el enlace es apolar y la molécula también lo es. En el caso del CO2, las fuerzas predominantes también son Fuerzas de Dispersión; sin embargo, observamos enlaces polares que, dada la estructura simétrica de la molécula cancelan sus dipolos formando una molécula apolar.

Fuerzas dipolo-dipolo

Cuando las moléculas no presentan simetría y se generan dipolos permanentes, se dice que la molécula es polar o bien, que su momento dipolar no es nulo. Esto implica la presencia de fuerzas dipolo-dipolo que generan atracciones entre los extremos cargados de las moléculas, el extremo con densidad electrónica positiva de una molécula y el extremo con densidad electrónica negativa de otra molécula. Por supuesto, al trabajar con densidades electrónicas estas fuerzas son más intensas que las fuerzas de London, que como dijimos están presentes en todas las moléculas.

Ejemplos típicos son las moléculas de H2S y HBr en donde por su geometría, las zonas con densidades de carga negativas interaccionan fuertemente con densidades cargadas positivamente de otra molécula.

Fuerzas Puente de Hidrógeno

Este tipo de fuerza hace alusión a un caso específico de fuerzas dipolo-dipolo que son los enlaces entre Hidrógeno con Flúor, Nitrógeno u Oxígeno. Son fuerzas producto de dipolos entre los átomos mencionados que se ataren fuertemente y, por ello, se las designa con un nombre particular, puesto que resultan de mayor intensidad que cualquier otra fuerza dipolo-dipolo. Tal es el caso de las moléculas de agua (H2O) o amoníaco (NH3).

Fuerzas ión – dipolo

Es el último tipo de fuerza intermolecular que veremos y se da en los casos donde en un compuesto participa un ión. Esta interacción ocurrirá entonces entre el ión y los dipolos de una molécula polar, por ejemplo, en la disolución de sales en agua, como MgCl2 en agua. Los dipolos permanentes de las moleculares polares del agua interacción con las especies iónicas disueltas Mg+2 y Cl-.

Cabe destacar que estos tipos de fuerza vistas son más débiles que los enlaces covalentes y los enlaces iónicos, presentes en sólidos covalentes y compuestos iónicos respectivamente.

 
 
 
 
Por: Candela Rocío Barbisan. Ingeniera Química por la UNMdP, Argentina, trabaja en la gestión de activos e integridad a diversas industrias, principalmente Oil & Gas. Certificada en API 580, Risk Based Inspection, por el American Petroleum Institute. Profesora en la Facultad de Ingeniería en la UNMdP, en las cátedras de Química General I, Laboratorio de Operaciones Unitarias (4º año, Ing. Química) y Laboratorio de Reactores y Control (5º año, Ing. Química).
Trabajo publicado en: Nov., 2021.
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