Apuntes_Fuerzas_interparticulares

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Apuntes de Química Inorgánica (2020) 
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FUERZAS INTERMOLECULARES 
Los átomos están unidos mediante fuerzas, que pueden ser enlaces iónicos, metálicos o 
covalentes. Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio químico, y 
las que determinan las propiedades químicas de las sustancias. 
Sus características: 
1. No son muy dependientes de la temperatura. 
2. Son bastante más fuertes que las fuerzas intermoleculares. 
3. La distancia de unión es muy pequeña, a nivel de Å. 
4. Las uniones están fuertemente direccionadas. 
5. Hay una estequiometría dependiente de los electrones que se comparten. 
6. Los enlaces se rompen y se forman mediante reacciones químicas. 
7. No se modifican a nivel microscópico a menos que se rompan. 
Tipo de enlace Energía KJ/mol 
En fase gaseosa. 
Ejemplo Modelo 
 
 
Iónico 
 
 
400-4000 
 
 
NaCl 
 
 
Covalente 
 
150-1100 
 
H2 
 
 
Metálico 
 
75-1000 
 
Ag(s) 
 
Sin embargo, existen otras fuerzas intermoleculares que actúan sobre distintas moléculas o iones y 
que hacen que éstos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan las propiedades 
físicas de las sustancias como, por ejemplo, el estado de agregación, el punto de fusión y de 
ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc. Por lo general son fuerzas débiles, 
pero, al ser muy numerosas, su contribución es importante. 
Sus características: 
1. Son muy dependientes de la temperatura. Un aumento de temperatura produce un decremento 
en las interacciones intermoleculares exhibidas. 
2. Son más débiles que los enlaces químicos, del orden de 100 veces menor. 
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3. La distancia de unión es a nivel de varios Å. 
4. Las uniones no están tan direccionadas 
5. No presentan una estequiometría definida. 
6. Se rompen y se forman mediante cambios físicos. 
7. Cambian constantemente a nivel microscópico. 
Hay diferentes clasificaciones, podemos tomar estas como las principales. 
1. Ion-dipolo 
2. Ion-dipolo inducido/Dipolo-dipolo inducido 
3. Dipolo-dipolo 
4. Dipolo instantáneo-dipolo inducido/dipolo inducido-dipolo inducido (dispersión) 
5. Enlace puente hidrógeno 
 
Tipo de Fuerza 
Energía KJ/mol 
En fase gaseosa. 
 
Ejemplo 
 
Modelo 
Ion-dipolo 400-600 NaCl--H2O 
 
Ion-Dipolo inducido 3-15 Li+-- Pentano 
 
Dipolo-Dipolo inducido 2-10 Acetona-pentano 
 
Dipolo-Dipolo 5-25 H2O--CO 
 
Fuerzas de dispersión 0,05-40 Argón. 
 
Enlace puente H 10-40 Agua 
 
 
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La fuerza electrostática que mantiene unidos tanto a los átomos 
como las moléculas viene definida por la Ley de Coulomb y es 
directamente proporcional a la magnitud de las cargas e 
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las 
separa. 
 
1. Ion-dipolo 
Son las que se establecen entre un ion y una molécula polar. Por ejemplo, el NaCl se disuelve 
en agua por la atracción que existe entre los iones Na+ y Cl- y los correspondientes polos con carga 
opuesta de la molécula de agua. Esta solvatación de los iones es capaz de vencer las fuerzas que los 
mantienen juntos en el estado sólido. 
 
La densidad de carga en los cationes suele ser mucho mayor que en los aniones, al ser estos más 
grandes, en consecuencia, con una carga de igual magnitud, un catión experimenta una interacción 
mayor con un dipolo que un anión. 
La hidratación que sufren los iones en disolución es un ejemplo de interacción ion-dipolo. El calor 
de hidratación es el resultado de la interacción favorable entre los cationes y aniones de un 
compuesto iónico con el agua, que tiene un gran momento dipolar. 
Por ejemplo, en el caso del Na+ (−405 kJ/mol) y del Mg2+ (−1926 kJ/mol), como el Mg2+ tiene mayor 
carga y un tamaño más pequeño, su interacción con las moléculas de agua será mayor 
 
 
 
 
 
 
 
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Las entalpías de hidratación dependen directamente de la densidad de carga de los iones. Aquí 
pueden verse algunos ejemplos (energías en kJ/mol). 
 
 
Todo ion interaccionará con algún dipolo permanente o podrá polarizar alguna molécula apolar 
 
¿Cuándo una molécula es polar? 
Una molécula es un dipolo cuando existe una distribución asimétrica de los electrones 
debido a que la molécula está formada por átomos de distinta electronegatividad. Como 
consecuencia de ello, los electrones se encuentran preferentemente en las proximidades del átomo 
más electronegativo. Se crean así dos regiones (o polos) en la molécula, una con carga parcial 
negativa y otra con carga parcial positiva. 
La magnitud del desplazamiento de la carga en un enlace covalente polar viene dada por el 
momento dipolar, m. El momento dipolar es el producto de una carga parcial (d) y una distancia (d). 
m = d. 
En el caso de una molécula con más de dos átomos, el momento dipolar depende tanto de las 
polaridades de los enlaces individuales como de la geometría de la molécula. 
Para cada enlace polar de la molécula, podemos considerar el dipolo de enlace; es decir, el momento 
dipolar debido únicamente a los dos átomos de ese enlace. 
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2. Ion-dipolo inducido/Dipolo-dipolo inducido 
Toda molécula apolar puede polarizarse con algún ion o molécula 
con un momento dipolar permanente. La magnitud de la polarización 
dependerá de la polarizabilidad de la nube electrónica de la molécula en 
particular que, a su vez, está relacionada con su tamaño. La proximidad 
del ion o el dipolo provoca una distorsión en la nube electrónica de la 
molécula apolar que convierte (de modo transitorio) en una molécula 
polarizada. En este momento se produce una atracción entre el ion o el 
dipolo y la molécula polarizada. 
Un ejemplo de esta interacción es la interacción entre el ion Fe2+ de la hemoglobina y la molécula 
de O2, que es apolar. 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. 
 
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3. Dipolo-dipolo 
Cuando dos moléculas polares (dipolos) se aproximan, se produce una atracción entre el polo 
positivo de una de ellas y el negativo de la otra. Esta fuerza de atracción entre dos dipolos es tanto 
más intensa cuanto mayor es la polarización de dichas moléculas polares o, dicho de otra forma, 
cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados. 
 
El éter (dietiléter, PM = 46.07 g/mol) y la acetona (propanona, PM = 58.08 g/mol) pesan bastante 
más que el agua, sin embargo, sus puntos de ebullición son solo 34.6 y 56.2 °C, respectivamente. El 
1-propanol, de igual peso molecular que la acetona, presenta también un elevado punto de 
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ebullición (97 °C). Esto se explica porque las fuerzas intermoleculares en estos casos han de ser más 
pequeñas que para el agua o el propanol. 
 
 
 
 
 
 
 
 Dietiléter 
 
4. Dipolo instantáneo-dipolo inducido/dipolo inducido-dipolo inducido (dispersión) 
También se llamanfuerzas de dispersión o fuerzas de London. En muchos textos, se identifican con 
las fuerzas de Van der Waals, lo que puede generar cierta confusión. 
Las fuerzas de dispersión son fuerzas atractivas débiles que se establecen fundamentalmente entre 
sustancias no polares, aunque también están presentes en las sustancias polares. 
Se deben a las irregularidades que se producen en la nube 
electrónica de los átomos de las moléculas por efecto de la 
proximidad mutua. La formación de un dipolo instantáneo en una 
molécula origina la formación de un dipolo inducido en una 
molécula vecina de manera que se origina una débil fuerza de 
atracción entre las dos. 
Estas fuerzas son mayores al aumentar el tamaño y la asimetría de 
las moléculas. Son mínimas en los gases nobles Ne, Ar, Kr, algo 
mayores en los gases diatómicos H2, O2, N2 y mayores en gases 
poliatómicos como el O3, CO2. 
5. Enlace puente hidrógeno. 
Un ejemplo particularmente interesante de las interacciones dipolo-dipolo son los puentes 
hidrógeno. Se establece con hidrógenos situados entre dos átomos muy electronegativos. Por tanto, 
formalmente existe en moléculas conteniendo F, O y N (excepcionalmente, y de forma más débil, Cl 
y S). 
 
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Algunas propiedades de los líquidos relacionadas con las fuerzas intermoleculares: 
Las interacciones intermoleculares son las responsables de una gran variedad de propiedades físicas 
como: 
1) El estado de agregación. 
2) La solubilidad. 
3) Los puntos de fusión y ebullición. 
4) La tensión superficial. 
5) La viscosidad. 
Lo normal es que, en un mismo sistema, estén presentes más de un tipo de estas interacciones 
actuando de forma simultánea. Es la suma de todas ellas las que le confieren una energía 
inusitadamente elevada. Por supuesto, la manifestación de estas propiedades es muy dependiente 
de la temperatura. 
 
Ejercicios y problemas: 
1. Sabiendo que las temperaturas: 3.550ºC, 650ºC, −107ºC y −196ºC corresponden a las 
temperaturas de fusión de las sustancias: nitrógeno, aluminio, diamante y tricloruro de boro: 
a) Asigne a cada sustancia el valor que le corresponde a su temperatura de fusión y justifique esta 
asignación. 
b) Justifique los tipos de enlace y/o fuerzas intermoleculares que están presentes en cada una de 
las sustancias cuando se encuentran en estado sólido. 
 
2. Para las siguientes especies: Br2, NaCl, H2O y Fe: 
a) Razone el tipo de enlace presente en cada caso. 
b) Indique el tipo de interacción que debe romperse al fundir cada compuesto. 
c) ¿Cuál tendrá un menor punto de fusión? 
d) Razone qué compuesto(s) conducirá(n) la corriente en estado sólido, cuál(es) lo hará(n) en estado 
fundido y cuál(es) no conducirá(n) la corriente eléctrica en ningún caso.