EPET 14Qumica Inorgnica Trabajo PrcticoFuerzas intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares, como su nombre lo indica, son las fuerzas que unen molculas. Recordar que no todas las sustancias forman molculas. Existen tres tipos de sustancias, inicas, covalentes o metlicas segn sea el tipo de unin que presentan.

1. De acuerdo a lo visto en Uniones Qumicas Qu tipo de sustancias estn formadas por molculas?

Las sustancias inicas no estn formadas por molculas, sino por una red cristalina en donde se van alternando iones positivos y negativos. Existen diversos tipos de redes cristalinas, cuyo estudio abarca la cristalografa. La ms sencilla es la red del cloruro de sodio:

En la red de cloruro de sodio cada in est rodeado en el espacio por seis iones de signo contrario. Cuando se ve un cristal de una sustancia inica, por ejemplo un granito de sal gruesa, todo ese cristal es una inmensa unidad.Las sustancias metlicas tampoco estn formadas por molculas. La interpretacin de la unin metlica se estudi en Uniones Qumicas.

Lo mismo que en el caso de una red cristalina, cuando vemos por ejemplo una viga de hierro todo es una inmensa unidad.

Las fuerzas intermoleculares existen solamente en las sustancias formadas por molculas y se pueden clasificar en tres tipos: fuerzas dipolo dipolo, fuerzas de London y uniones puente hidrgeno.

Fuerzas dipolo dipolo o Fuerzas de dipolo permanente.Cuando una molcula es un dipolo permanente se produce una atraccin electrosttica entre el extremo positivo de una molcula y el extremo negativo de la molcula vecina. Esta es la fuerza dipolo dipolo.

2. Cundo una molcula es un dipolo permanente?

Las fuerzas dipolodipolo se encontrarn solamente entre molculas polares.

Fuerzas de London o dipolo temporario o dipolo transitorio o dipolo inducido o fuerzas de dispersin.

Cuando una molcula es no polar, no existe un dipolo, su nube electrnica es simtrica. Pero como los electrones estn en continuo movimiento, puede suceder que momentneamente se deforme y se produzca un dipolo. Esto puede suceder por choques entre molculas o con las paredes del recipiente. Se dice que la molcula se polariza, y cuando esto sucede en una molcula, inmediatamente induce a la molcula vecina a que tambin se polarice. Continuamente entonces se estn formando y destruyendo estos dipolos temporarios. Cuanto mayor es esa nube electrnica es ms fcilmente polarizable y mayor es la fuerza de London. Esto tambin puede verse por la definicin de momento dipolar = q . d. Cuanto mayor es la distancia que puede separarse esa fraccin de carga, mayor es el momento dipolar de ese dipolo temporario de la fuerza de London y mayor es la fuerza de London. El tamao generalmente (pero no siempre) est asociado a una mayor masa molecular. Esos corrimientos momentneos de la nube electrnica se van a producir tambin en las molculas polares.

Las fuerzas de London existen en todas las molculas, sean polares o no. En las molculas no polares son las nicas fuerzas intermoleculares que existen

Uniones puente hidrgeno.

No confundir la palabra unin que suele utilizarse para nombrar esta fuerza intermolecular. No se trata de una unin qumica sino una fuerza intermolecular.

Para que exista unin puente hidrgeno la molcula debe cumplir una condicin: que exista un tomo de hidrgeno unido directamente a un tomo muy electronegativo (F, O N).

En realidad la unin puente hidrgeno es un caso particular de la fuerza dipolo permanente, en el cual al ser mayor la fraccin de carga que se separa, es ms intensa. Las molculas que presentan la posibilidad de unin puente hidrgeno presentarn entonces las tres fuerzas intermoleculares (London, dipdip y pte. Hidrgeno). Es el caso del agua. Es importante observar que la unin puente Hidrgeno es la que se produce entre el tomo electronegativo de una molcula y el hidrgeno de otra molcula, porque se trata de una fuerza intermolecular (aunque existen tambin uniones puente hidrgeno intramoleculares).

Las fuerzas puente hidrgeno son 10 veces ms intensas que las dipolo permanente y stas son 10 veces ms intensas que las fuerzas de London. Pero hay que tener en cuenta un factor que puede hacer aumentar mucho las fuerzas de London y es el tamao. Cualquiera de estas tres fuerzas intermoleculares es mucho menos intensa que cualquier unin qumica, sea inica, metlica o covalente. En realidad se trata en todos los casos de interacciones de tipo electrosttico y lo que diferencia una unin qumica de las fuerzas intermoleculares es precisamente la intensidad de la fuerza que mantiene unidas a las partculas (tomos, iones o molculas). Adems de estas interacciones que son las que pueden darse en sustancias puras, existen interacciones entre partculas diferentes; pueden ser entre in y dipolo permanente, como en el caso de la solubilidad de un compuesto inico en agua; o entre dipolo permanente y dipolo inducido, como en el caso de la solubilidad de un compuesto no polar como cloro o dixido de carbono en agua.Las fuerzas intermoleculares son las responsables de mantener unidas a las molculas cuando una sustancia molecular se encuentra en el estado lquido o slido.

3. Las fuerzas intermoleculares estn directamente relacionadas con el punto de fusino ebullicin de las sustancias. De qu manera? 4. Qu son el punto de fusin y ebullicin de una sustancia?5. Existen fuerzas intermoleculares en una sustancia inica? Qu fuerzas hay que vencer para fundir y eventualmente llevar al estado gaseoso los cristales de una sustancia inica?

Podemos ahora relacionar todo y llegar a comparar propiedades como los puntos de fusin o ebullicin de distintas sustancias simplemente conociendo su frmula qumica. Observar que el tipo de fuerza intermolecular depende de la polaridad de la molcula, para saber si una molcula es polar o no necesitamos conocer su geometra y para determinar su geometra tenemos que partir de su frmula de Lewis. La forma de una molcula y la polaridad de sus enlaces determinan juntas la distribucin de las cargas en la molcula. Decimos que una molcula es polar si sus centros de carga negativa y positiva no coinciden. Un extremo de una molcula polar tiene una pequea carga negativa, y el otro, una pequea carga positiva. Una molcula no polar carece de tal polaridad

Recorriendo el camino:

6. Qu es la geometra molecular? cmo se predice? por qu es importante conocerla?7. Explicar por qu el amonaco (NH3) tiene un punto de ebullicin de 33 C mientras que el tetracloruro de carbono (CCl4) tiene un punto de ebullicin de 77 C?

De la misma manera que se pueden analizar puntos de fusin o ebullicin tambin se puede analizar la solubilidad.

Para que dos sustancias A y B sean solubles entre s, las fuerzas intermoleculares que unen a las molculas de cada sustancia por separado deben ser similares.

8. explicar por qu el cloruro de hidrgeno (HCl) es soluble en agua mientras que el dixido de azufre (SO2) no lo es?9. Explicar por qu se forma puente de hidrgeno entre las molculas de agua mientras que entre las molculas de cido clorhdrico no se forma10. Analizar los siguiente compuestos y explicar su polaridad teniendo en cuenta la geometra molecular

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