Fuerzas intermoleculares y propiedades físicas.

Las interacciones electrostáticas que existen entre las moléculas se denominan fuerzas intermoleculares. Estas fuerzas de atracción influyen en varias propiedades físicas, como el punto de fusión, el punto de ebullición y la solubilidad.

Los tres tipos principales de fuerzas intermoleculares incluyen interacciones fuertes entre iones y dipolos entre iones y moléculas polares, interacciones dipolo-dipolo entre moléculas polares y, finalmente, la más débil de todas, las fuerzas de dispersión, presentes en todas las moléculas, polares y no polares.

Las interacciones ion-dipolo son comunes a las soluciones. Cuando un compuesto iónico como el cloruro de sodio se disuelve en un disolvente polar como el agua, los iones se alinean con los extremos de carga opuesta de las moléculas de agua, lo que permite la máxima atracción electrostática.

Alternativamente, las interacciones dipolo-dipolo son exhibidas por moléculas polares con dipolos permanentes, donde el extremo positivo de una molécula interactúa electrostáticamente con el extremo negativo de la molécula vecina.

Cuando un átomo de hidrógeno unido a oxígeno, nitrógeno o flúor es atraído por el átomo electronegativo de una molécula vecina, se forma un enlace de hidrógeno, un tipo especial de interacción dipolo-dipolo. En particular, los compuestos capaces de formar enlaces de hidrógeno exhiben altos puntos de fusión y ebullición.

Las fuerzas de dispersión son el resultado de dipolos temporales y tienden a aumentar con la masa molar. Los átomos con masas más altas tienen más electrones y nubes de electrones más grandes, lo que lleva a mayores fuerzas de dispersión. Como resultado, se requiere más energía para superar las fuerzas de atracción entre los átomos vecinos, lo que resulta en puntos de ebullición y fusión más altos.

Esto explica por qué los puntos de ebullición de los alcanos aumentan con su masa molar.

Sin embargo, la masa molar no es el único criterio. A pesar de tener las mismas masas, el n-pentano tiene un punto de ebullición más alto que el neopentano debido al aumento de la superficie disponible para las fuerzas de dispersión.

Las fuerzas intermoleculares también son cruciales para determinar la solubilidad. Los líquidos de tipo y magnitud de fuerzas intermoleculares similares, como el agua y el etanol, son completamente solubles en todas las proporciones o son miscibles.

Por el contrario, líquidos como el hexano y el agua, con diferentes tipos y magnitudes de fuerzas intermoleculares, son insolubles en la mayoría de las proporciones o inmiscibles.

En general, las fuerzas intermoleculares son relativamente débiles porque las cargas pequeñas o parciales interactúan a grandes distancias.