3780
Tema 43
Fuerzas intermoleculares. Aspectos energéticos. Sólidos moleculares. Justificación de las
propiedades anómalas del agua y su importancia para la vida.
Contenido
I. Introducción .......................................................................................................................... 2
II. Desarrollo .............................................................................................................................. 2
1. Fuerzas intermoleculares .................................................................................................. 2
2. Aspectos energéticos ........................................................................................................ 3
2.1. Cálculo de la energía potencial intermolecular......................................................... 3
2.2. Tipos de fuerzas intermoleculares ............................................................................ 5
2.2.1. Atracción dipolo - dipolo ................................................................................... 5
2.2.2. Atracción dipolo – dipolo inducido ......................................................................... 6
1.1.1. Atracción dipolo instantáneo – dipolo inducido ............................................... 7
1.1.2. Atracción ion-dipolo .......................................................................................... 7
1.1.3. Puente de hidrógeno ......................................................................................... 8
2. Sólidos moleculares ........................................................................................................... 9
3. Justificación de las propiedades anómalas del agua y su importancia para la vida ....... 10
3.1. Estructura del agua ................................................................................................. 10
3.1.1. Importancia de la estructura del agua ............................................................ 11
3.2. Funciones del agua .................................................................................................. 12
III. Conclusión ....................................................................................................................... 12
, I. Introducción
Aunque las fuerzas más importantes en Química son los enlaces químicos, los cuales influyen
en muchos aspectos del comportamiento químico, existen otras fuerzas que mantienen las
moléculas discretas unidas, las fuerzas intermoleculares. Estas fuerzas aportan la mayoría de las
propiedades físicas de los sólidos y los líquidos que poseen las moléculas.
Con una naturaleza compleja, en las fuerzas intermoleculares se establecen campos
electrostáticos de atracción y repulsión que permiten la adhesión de moléculas a priori discretas
mediante un sistema de equilibrio que estabilizan las fuerzas a las que están sometidas.
Este estudio del equilibrio de las fuerzas de repulsión y atracción va a ser el núcleo de estas
fuerzas intermoleculares, las cuales van a derivar en el caso particular más importante de todos:
el enlace de hidrógeno. Este enlace, también llamado “puente de hidrógeno” es imprescindible
para la vida, confiriendo al agua unas características y unas propiedades únicas.
En el presente tema se analizarán las diferentes fuerzas intermoleculares, así como sus
aportaciones a su estructura. Además, gracias a ellas se puede entender las peculiares
características del agua, y su necesaria presencia para la vida.
II. Desarrollo
1. Fuerzas intermoleculares
Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción y repulsión que se ejercen entre
las moléculas y permiten mantenerlas lo más unidas posibles, en ausencia de un enlace químico.
Las más conocidas son las Fuerzas de Van der Waals, aunque hay otras como los puentes de
hidrógeno o puentes disulfuro. La magnitud de estas fuerzas va a depender de la distancia a la
que se encuentren los átomos, por lo que se suelen dividir en dos tipos:
- Fuerzas de corto alcance. Estas fuerzas aparecen cuando las moléculas están tan cerca
que se solapan sus nubes de electrones. Son de naturaleza repulsiva y de gran dificultad
matemática, por lo que su información proviene de cálculos mecano - cuánticos.
- Fuerzas de largo alcance. Llamadas también de Van der Waals, en honor al físico
neerlandés Johannes Van der Waals (s. XVIII – XIX). Son más fáciles de calcular. Están
formadas por varios tipos de contribuciones y varían de forma inversamente
proporcional a diversas potencias de la distancia intermolecular. Suelen dividirse en tres
tipos: contribuciones electrostáticas, de inducción y de dispersión. Las dos primeras se
pueden explicar a través de la ley de Coulomb, pero la tercera solo puede ser evaluada
haciendo uso de consideraciones mecanocuánticas.
Todas las contribuciones de las fuerzas de Van der Waals dependen de la naturaleza de las
moléculas, y son, en todo caso, de naturaleza electrostática. Son fuerzas más débiles que las que
se presentan en los compuestos iónicos y en todas ellas intervienen siempre dipolos.
Tema 43
Fuerzas intermoleculares. Aspectos energéticos. Sólidos moleculares. Justificación de las
propiedades anómalas del agua y su importancia para la vida.
Contenido
I. Introducción .......................................................................................................................... 2
II. Desarrollo .............................................................................................................................. 2
1. Fuerzas intermoleculares .................................................................................................. 2
2. Aspectos energéticos ........................................................................................................ 3
2.1. Cálculo de la energía potencial intermolecular......................................................... 3
2.2. Tipos de fuerzas intermoleculares ............................................................................ 5
2.2.1. Atracción dipolo - dipolo ................................................................................... 5
2.2.2. Atracción dipolo – dipolo inducido ......................................................................... 6
1.1.1. Atracción dipolo instantáneo – dipolo inducido ............................................... 7
1.1.2. Atracción ion-dipolo .......................................................................................... 7
1.1.3. Puente de hidrógeno ......................................................................................... 8
2. Sólidos moleculares ........................................................................................................... 9
3. Justificación de las propiedades anómalas del agua y su importancia para la vida ....... 10
3.1. Estructura del agua ................................................................................................. 10
3.1.1. Importancia de la estructura del agua ............................................................ 11
3.2. Funciones del agua .................................................................................................. 12
III. Conclusión ....................................................................................................................... 12
, I. Introducción
Aunque las fuerzas más importantes en Química son los enlaces químicos, los cuales influyen
en muchos aspectos del comportamiento químico, existen otras fuerzas que mantienen las
moléculas discretas unidas, las fuerzas intermoleculares. Estas fuerzas aportan la mayoría de las
propiedades físicas de los sólidos y los líquidos que poseen las moléculas.
Con una naturaleza compleja, en las fuerzas intermoleculares se establecen campos
electrostáticos de atracción y repulsión que permiten la adhesión de moléculas a priori discretas
mediante un sistema de equilibrio que estabilizan las fuerzas a las que están sometidas.
Este estudio del equilibrio de las fuerzas de repulsión y atracción va a ser el núcleo de estas
fuerzas intermoleculares, las cuales van a derivar en el caso particular más importante de todos:
el enlace de hidrógeno. Este enlace, también llamado “puente de hidrógeno” es imprescindible
para la vida, confiriendo al agua unas características y unas propiedades únicas.
En el presente tema se analizarán las diferentes fuerzas intermoleculares, así como sus
aportaciones a su estructura. Además, gracias a ellas se puede entender las peculiares
características del agua, y su necesaria presencia para la vida.
II. Desarrollo
1. Fuerzas intermoleculares
Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción y repulsión que se ejercen entre
las moléculas y permiten mantenerlas lo más unidas posibles, en ausencia de un enlace químico.
Las más conocidas son las Fuerzas de Van der Waals, aunque hay otras como los puentes de
hidrógeno o puentes disulfuro. La magnitud de estas fuerzas va a depender de la distancia a la
que se encuentren los átomos, por lo que se suelen dividir en dos tipos:
- Fuerzas de corto alcance. Estas fuerzas aparecen cuando las moléculas están tan cerca
que se solapan sus nubes de electrones. Son de naturaleza repulsiva y de gran dificultad
matemática, por lo que su información proviene de cálculos mecano - cuánticos.
- Fuerzas de largo alcance. Llamadas también de Van der Waals, en honor al físico
neerlandés Johannes Van der Waals (s. XVIII – XIX). Son más fáciles de calcular. Están
formadas por varios tipos de contribuciones y varían de forma inversamente
proporcional a diversas potencias de la distancia intermolecular. Suelen dividirse en tres
tipos: contribuciones electrostáticas, de inducción y de dispersión. Las dos primeras se
pueden explicar a través de la ley de Coulomb, pero la tercera solo puede ser evaluada
haciendo uso de consideraciones mecanocuánticas.
Todas las contribuciones de las fuerzas de Van der Waals dependen de la naturaleza de las
moléculas, y son, en todo caso, de naturaleza electrostática. Son fuerzas más débiles que las que
se presentan en los compuestos iónicos y en todas ellas intervienen siempre dipolos.
