Fuerzas intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares, que existen entre las moléculas, se originan a partir de interacciones electrostáticas entre cargas, cargas parciales y cargas temporales. Todas las moléculas producen cargas temporales. Debido a la distribución variable de los electrones, una mayor densidad de electrones en una región de la nube de electrones da como resultado un dipolo instantáneo o un dipolo temporal.

Esto posteriormente induce otro dipolo instantáneo en la molécula vecina. El efecto dominó de los dipolos da lugar a fuerzas de atracción intermoleculares débiles llamadas fuerzas de dispersión, que existen entre todas las moléculas, sean polares o apolares. Algunos compuestos covalentes, como el agua, por ejemplo, exhiben regiones ricas y pobres en electrones causadas por las diferencias de electronegatividad de los átomos.

La distribución desigual de los electrones compartidos y la forma molecular del compuesto crean cargas parciales permanentes, lo que da como resultado un dipolo permanente en el compuesto que, de otro modo, sería neutral, lo que lo convierte en polar. Las moléculas con dipolos permanentes, también llamadas compuestos polares, se alinean a través de fuerzas dipolo-dipolo, donde el extremo positivo de una molécula interactúa electrostáticamente con el extremo negativo de la molécula vecina. Si un compuesto polar contiene un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo pequeño y altamente electronegativo como el flúor, el oxígeno o el nitrógeno, los átomos tienden a exhibir cargas parciales más grandes.

En consecuencia, el átomo de hidrógeno en los enlaces F-H, O-H o N-H interactúa fuertemente con el átomo electronegativo de su vecino a través de un tipo especial de fuerza dipolo-dipolo llamada enlace de hidrógeno. En particular, los enlaces de hidrógeno son más fuertes que las fuerzas dipolo-dipolo y los compuestos capaces de formar enlaces de hidrógeno exhiben puntos de fusión y ebullición más altos. Las tres fuerzas intermoleculares dispersión, dipolo-dipolo y enlaces de hidrógeno son, en comparación con las fuerzas intramoleculares, relativamente débiles, con fuerzas variables.

En conjunto, se clasifican como fuerzas de Van der Waals. Si bien las fuerzas de dispersión están presentes entre todas las moléculas, polares o no polares, las fuerzas dipolo-dipolo y los enlaces de hidrógeno existen solo alrededor de las moléculas polares. La fuerza ion-dipolo es exclusiva de las soluciones, que es la fuerza intermolecular más fuerte.

Cuando un compuesto iónico como el cloruro de sodio se disuelve en un solvente polar como el agua, los iones disociados interactúan con los dipolos del solvente a través de fuertes fuerzas ion-dipolo. Aquí, los cationes se asocian con los extremos negativos de las moléculas de agua, mientras que los aniones interactúan con los extremos positivos.