Las fuerzas intramoleculares o enlaces no son las únicas fuerzas que operan en las sustancias. Las moléculas así formadas pueden estar unidas entre sí de varias formas (fuerzas o interacciones moleculares), por:
* Fuerzas de Van der Waals.
* Puentes o enlaces de hidrógeno.
* FUERZAS DE VAN DER WAALS.
Se comenzaron a estudiar en los gases. Existen tres tipos:
1. Interacciones dipolo permanente-dipolo permanente (Keeson).
Los tipo los moleculares se orientan de forma que la energía libre sea mínima; es decir, de forma que queden unidos los extremos de cargas opuestas.
Al aumentar la temperatura, disminuyen las fuerzas de atracción entre moléculas.
Hay quien incluye aquí los puentes de hidrógeno, nosotros haremos mención aparte.
2. Interacción dipolo permanente-dipolo inducido (Debye).
Una molécula polar induce un dipolo en otra no polar por desplazamiento de su nube de electrones (se induce un dipolo). Posteriormente, las zonas con densidad de carga negativa se atraen con las de densidad de carga positiva de otros dipolos.
3. Fuerzas de London o de dispersión.
Consiste en la atracción entre un dipolo instantáneo y un dipolo inducido. Tiene lugar en moléculas apolares. De forma instantánea se produce una separación de carga en una molécula apolar, se produce un dipolo. Este dipolo induce un dipolo en las moléculas de alrededor que acaban atrayendo
Las fuerzas de dispersión aumentan con la "polarizabilidad" de la molécula, es decir, con el tamaño y, por tanto, con la masa molecular.
Está fuerza son muy importantes porque dan cohesión global a las moléculas. Aunque son interacciones muy débiles, son las responsables de la licuación y solidificación de los gases nobles.
* PUENTES DE HIDRÓGENO:
Tienen lugar en moléculas en las que se une el hidrógeno a un elemento muy electronegativo, un no metal (F, Cl, O, ...). Un ejemplo típico es el de la molécula de agua.
La molécula de agua es polar, es decir, presenta dos zonas con densidad de carga diferentes, positiva y negativa. Esta densidad de carga se debe a que se unieron átomos de diferentes electronegatividad y a la geometría de la molécula. El agua no es una molécula lineal sino que forma un ángulo de 104,5 grados. Cuando existe muchas moléculas de agua la zona con densidad de carga positiva busca conectarse con las zonas de las moléculas de densidad de carga negativa del entorno. Se forman así los puentes de hidrógeno:
En resumen:
El agua es una molécula capaz de formar puentes de hidrógeno tanto en estado sólido como en estado líquido. Estas interacciones son las responsables de las propiedades físicas del agua, muchas de ellas imprescindibles para la vida:
- Alto calor específico (responsable de la regulación térmica del planeta).
- Alto punto de ebullición (permite un amplio rango de temperatura de 0 a 100º C en el que el agua permanece líquida).
- Alta conductividades térmica.
- El agua es el disolvente universal: disolvente de sustancias polares ("semejante disuelve a semejante") por su intenso efecto de solvatación.
- Elevada tensión superficial (fenómeno de capilaridad).
Etc.
Dos divertidos videos:
Para saber más (nivel bachillerato):
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