FUNDAMENTOS DE FUNDAMENTOS DE QUIMICA QUIMICA

UNIDAD 3UNIDAD 3

ENLACES QUIMICOSENLACES QUIMICOS

ORBITALES ATOMICOSORBITALES ATOMICOS

Podemos decir que un Podemos decir que un orbital atómico es orbital atómico es una zona del espacio donde existe una una zona del espacio donde existe una alta probabilidad (superior al 90%) de alta probabilidad (superior al 90%) de encontrar al electrónencontrar al electrón. Esto supone . Esto supone considerar al electrón como una nube considerar al electrón como una nube difusa de carga alrededor del núcleo con difusa de carga alrededor del núcleo con mayor densidad en las zonas donde la mayor densidad en las zonas donde la probabilidad de que se encuentre dicho probabilidad de que se encuentre dicho electrón es mayor. electrón es mayor.

Para que la ecuación Para que la ecuación de Schrödinger tenga de Schrödinger tenga significado físico es significado físico es necesario imponerle necesario imponerle unas restricciones que unas restricciones que son conocidas como son conocidas como números cuánticosnúmeros cuánticos, , que se simbolizan de que se simbolizan de la misma forma que la misma forma que los obtenidos en el los obtenidos en el modelo atómico de modelo atómico de Bohr:Bohr:

Estos números cuánticos Estos números cuánticos sólo pueden tomar ciertos sólo pueden tomar ciertos valores permitidos:valores permitidos:

• • Si Si l= 0l= 0 el orbital es del tipo el orbital es del tipo ss• Si • Si l= 1l= 1 los orbitales son del tipo los orbitales son del tipo pp• Si • Si l = 2l = 2 los orbitales son del tipo los orbitales son del tipo dd• Si • Si l= 3l= 3 los orbitales son del tipo los orbitales son del tipo ff

Las letras Las letras s, p, d, fs, p, d, f identificativos de los tipos de orbitales identificativos de los tipos de orbitales proceden de los nombres que recibieron los distintos proceden de los nombres que recibieron los distintos grupos de líneas espectrales relacionadas con cada uno de grupos de líneas espectrales relacionadas con cada uno de los orbitales: los orbitales:

• • sharp sharp : líneas nítidas pero de poca intensidad: líneas nítidas pero de poca intensidad• • principal principal : líneas intensas: líneas intensas• • difusedifuse : líneas difusas : líneas difusas• • fundamentalfundamental : líneas frecuentes en muchos espectros : líneas frecuentes en muchos espectros

Son posibles otros tipos de orbitales como Son posibles otros tipos de orbitales como g, hg, h, ...pero los , ...pero los elementos que conocemos, en sus estado fundamental, no elementos que conocemos, en sus estado fundamental, no presentan electrones que cumplan las condiciones cuánticas presentan electrones que cumplan las condiciones cuánticas necesarias para que se den estos otros tipos de orbitales.necesarias para que se den estos otros tipos de orbitales.Los valores del número cuántico m hacen referencia a la Los valores del número cuántico m hacen referencia a la orientación espacial del orbital.orientación espacial del orbital.El cuarto número cuántico, s, que define a un electrón en un El cuarto número cuántico, s, que define a un electrón en un átomo hace referencia al momento angular de giro del mismo.átomo hace referencia al momento angular de giro del mismo. El El conjunto de los cuatro números cuánticos definen conjunto de los cuatro números cuánticos definen a un electrón, no pudiendo existir en un mismo a un electrón, no pudiendo existir en un mismo átomo dos electrones con los cuatro números átomo dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales, por lo que una vez definido el cuánticos iguales, por lo que una vez definido el tamaño, el tipo y la orientación de un orbital con tamaño, el tipo y la orientación de un orbital con los tres primeros números cuánticos, es decir los los tres primeros números cuánticos, es decir los valores de n, l y m, sólo es posible encontrar un valores de n, l y m, sólo es posible encontrar un máximo de dos electrones en dicha situación que máximo de dos electrones en dicha situación que necesariamente tendrán valores diferentes de su necesariamente tendrán valores diferentes de su número cuántico de spin. número cuántico de spin.

ORBITALES MOLECULARESORBITALES MOLECULARES Son los Son los orbitales ((funciones matemáticas) que describen el ) que describen el

comportamiento ondulatorio que pueden tener los comportamiento ondulatorio que pueden tener los electrones en en las las moléculas. Estas funciones pueden usarse para calcular . Estas funciones pueden usarse para calcular propiedades químicas y físicas tales como la probabilidad de propiedades químicas y físicas tales como la probabilidad de encontrar un electrón en una región del espacio. encontrar un electrón en una región del espacio. Schrödinger. . Desde entonces se considera un sinónimo a la región del espacio Desde entonces se considera un sinónimo a la región del espacio generada con dicha función. Los orbitales moleculares se generada con dicha función. Los orbitales moleculares se construyen habitualmente por construyen habitualmente por combinación lineal de de orbitales atómicos centrados en cada átomo de la molécula. centrados en cada átomo de la molécula. Utilizando métodos de cálculo de la estructura electrónica, como Utilizando métodos de cálculo de la estructura electrónica, como por ejemplo, el método de por ejemplo, el método de Hartree-Fock se pueden obtener de se pueden obtener de forma cuantitativa. Los orbitales moleculares se utilizan para forma cuantitativa. Los orbitales moleculares se utilizan para especificar la especificar la configuración electrónica de las moléculas, que de las moléculas, que permite describir el permite describir el estado electrónico del sistema molecular del sistema molecular como un producto antisimetrizado de los como un producto antisimetrizado de los espín-orbitales. Para ello . Para ello se suelen representar los orbitales moleculares como una se suelen representar los orbitales moleculares como una combinación lineal de orbitales atómicos (también denominado (también denominado LCAO-MO). Una aplicación importante es utilizar orbitales LCAO-MO). Una aplicación importante es utilizar orbitales moleculares aproximados como un modelo simple para describir moleculares aproximados como un modelo simple para describir el enlace en las moléculas. el enlace en las moléculas.

Algunas reglas sencillas que permiten obtener cualitativamente los Algunas reglas sencillas que permiten obtener cualitativamente los orbitales moleculares son:orbitales moleculares son:

El número de orbitales moleculares es igual al número de orbitales El número de orbitales moleculares es igual al número de orbitales atómicos incluidos en la expansión lineal. atómicos incluidos en la expansión lineal.

Los orbitales atómicos se mezclan más (es decir, contribuyen más a los Los orbitales atómicos se mezclan más (es decir, contribuyen más a los mismos orbitales moleculares) si tienen mismos orbitales moleculares) si tienen energías similares. Esto ocurre en similares. Esto ocurre en el caso de moléculas diatómicas homonucleares como el O2. Sin embargo el caso de moléculas diatómicas homonucleares como el O2. Sin embargo en el caso de que se unan diferentes núcleos la desigual carga (y por tanto en el caso de que se unan diferentes núcleos la desigual carga (y por tanto la carga efectiva y la electronegatividad) hacen que el orbital molecular se la carga efectiva y la electronegatividad) hacen que el orbital molecular se deforme. De esta manera los dos orbitales 1s del hidrógeno se solapan al deforme. De esta manera los dos orbitales 1s del hidrógeno se solapan al 50% contribuyendo por igual a la formación de los dos orbitales 50% contribuyendo por igual a la formación de los dos orbitales moleculares, mientras que en el enlace H-O el oxígeno tiene un coeficiente moleculares, mientras que en el enlace H-O el oxígeno tiene un coeficiente de participación mayor y el orbital molecular se parecerá más al orbital de participación mayor y el orbital molecular se parecerá más al orbital atómico del oxigeno (según la descripción matemática de la función de atómico del oxigeno (según la descripción matemática de la función de onda) onda)

Los orbitales atómicos sólo se mezclan si lo permiten las reglas de Los orbitales atómicos sólo se mezclan si lo permiten las reglas de simetría: los orbitales que se transforman de acuerdo con diferentes simetría: los orbitales que se transforman de acuerdo con diferentes representaciones irreducibles del del grupo de simetría no se mezclan. Como no se mezclan. Como consecuencia, las contribuciones más importantes provienen de los consecuencia, las contribuciones más importantes provienen de los orbitales atómicos que más solapan (se enlacen). orbitales atómicos que más solapan (se enlacen).

TIPOS DE ORBITALES TIPOS DE ORBITALES MOLECULARES MOLECULARES

Al enlazar dos átomos, los Al enlazar dos átomos, los orbitales atómicos se fusionan para dar se fusionan para dar orbitales orbitales molecularesmoleculares::

EnlazanteEnlazante: De menor energía que cualquiera de los orbitales atómicos a partir de los : De menor energía que cualquiera de los orbitales atómicos a partir de los cuales se creó. Se encuentra en situación de atracción, es decir, en la región Inter cuales se creó. Se encuentra en situación de atracción, es decir, en la región Inter nuclear. Contribuyen al enlace de tal forma que los núcleos positivos vencen las nuclear. Contribuyen al enlace de tal forma que los núcleos positivos vencen las fuerzas electrostáticas de repulsión gracias a la atracción que ejerce la nube fuerzas electrostáticas de repulsión gracias a la atracción que ejerce la nube electrónica de carga negativa que hay entre ellos hasta una distancia dada que se electrónica de carga negativa que hay entre ellos hasta una distancia dada que se conoce como longitud de enlace. conoce como longitud de enlace.

AntienlazanteAntienlazante: De mayor energía, y en consecuencia, en estado de repulsión. : De mayor energía, y en consecuencia, en estado de repulsión. Los tipos de orbitales moleculares son:Los tipos de orbitales moleculares son: Orbitales σ enlazanteOrbitales σ enlazante:: Combinación de orbitales atómicos s con p (s-s p-p s-p p-s). Combinación de orbitales atómicos s con p (s-s p-p s-p p-s).

Enlaces "sencillos" con grado de deslocalización muy pequeño. Orbitales con Enlaces "sencillos" con grado de deslocalización muy pequeño. Orbitales con geometría cilíndrica alrededor del eje de enlace. geometría cilíndrica alrededor del eje de enlace.

Orbitales π enlazanteOrbitales π enlazante:: Combinación de orbitales atómicos p perpendicuales al eje de Combinación de orbitales atómicos p perpendicuales al eje de enlace. Electrones fuertemente deslocalizados que interaccionan fácilmente con el enlace. Electrones fuertemente deslocalizados que interaccionan fácilmente con el entorno. Se distribuyen como nubes electrónicas por encima y debajo del plano de entorno. Se distribuyen como nubes electrónicas por encima y debajo del plano de enlace. enlace.

Orbitales σ* antienlazanteOrbitales σ* antienlazante:: Versión excitada (de mayor energía) de los enlazante. Versión excitada (de mayor energía) de los enlazante. Orbitales π* antienlazanteOrbitales π* antienlazante:: Orbitales π de alta energía. Orbitales π de alta energía. Orbitales nOrbitales n:: Para moléculas con heteroátomos (como el N o el O, por ejemplo). Los Para moléculas con heteroátomos (como el N o el O, por ejemplo). Los

electrones desapareados no participan en el enlace y ocupan este orbital. electrones desapareados no participan en el enlace y ocupan este orbital.

MECANISMOS DE ENLANCESMECANISMOS DE ENLANCES El enlace químico es cualquiera de los El enlace químico es cualquiera de los

mecanismos de ligadura o unión química entre mecanismos de ligadura o unión química entre átomos. La formación de enlace se produce por átomos. La formación de enlace se produce por un balance favorable de energía.un balance favorable de energía.

En la naturaleza existen 3 tipos de enlaces:En la naturaleza existen 3 tipos de enlaces: Enlace iónicoEnlace iónico: debido a la atracción : debido a la atracción

electroestática entre iones. electroestática entre iones. Enlace covalenteEnlace covalente: unión entre elementos no : unión entre elementos no

metálicos y se debe a la compartición de pares metálicos y se debe a la compartición de pares de electrones entre átomos contiguos.de electrones entre átomos contiguos.

Enlace metálicoEnlace metálico: es típico de los metales y se : es típico de los metales y se comparten electrones, pero de una forma comparten electrones, pero de una forma colectiva.colectiva.

FUERZAS INTRAMOLECULARESFUERZAS INTRAMOLECULARES

Dentro de una molécula, los átomos están Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante unidos mediante fuerzas intramolecularesfuerzas intramoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente). Estas son las fuerzas que se principalmente). Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio deben vencer para que se produzca un cambio químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan las propiedades químicasdeterminan las propiedades químicas de de las sustancias. las sustancias.

Tipos de enlaces intramoleculares: enlace Tipos de enlaces intramoleculares: enlace iónico, covalente polar, covalente no polar, iónico, covalente polar, covalente no polar, covalente coordinado.covalente coordinado.

ENLACE IONICOENLACE IONICO Es una unión que resulta de la presencia de fuerza de atracción Es una unión que resulta de la presencia de fuerza de atracción

electrostática entre los entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja (baja energía de ionización) y otro fuertemente ) y otro fuertemente electronegativo (alta (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, ). Eso se da cuando en el enlace, uno de los uno de los átomos capta electrones del otro. capta electrones del otro.

Dado que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de Dado que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de electronegatividad, este enlace suele darse entre un electronegatividad, este enlace suele darse entre un compuesto metálico y y uno uno no metálico. Se produce una transferencia electrónica total de un . Se produce una transferencia electrónica total de un átomo a otro formándose átomo a otro formándose iones de diferente signo. El de diferente signo. El metal dona uno o dona uno o más más electrones formando formando iones con carga positiva o con carga positiva o cationes con una con una configuración electrónica estable. Estos electrones luego ingresan en el estable. Estos electrones luego ingresan en el no metal, originando un Ion cargado negativamente o , originando un Ion cargado negativamente o anión, que también , que también tiene configuración electrónica estable. Son estables pues ambos, según la tiene configuración electrónica estable. Son estables pues ambos, según la regla del octeto adquieren 8 electrones en su capa más exterior. La adquieren 8 electrones en su capa más exterior. La atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se unan y formen un unan y formen un compuesto..

Los Los compuestos iónicos forman forman redes cristalinasredes cristalinas constituidas por iones constituidas por iones de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina las propiedades observadas. Si la atracción electrostática es determina las propiedades observadas. Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado punto de fusión e e insolubles en insolubles en agua; si la atracción es menor, como en el caso del ; si la atracción es menor, como en el caso del NaCl, el , el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en líquidos insolubles en líquidos apolares como el como el benceno..[

Se denomina enlace iónico al Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más de dos o más átomos cuando cuando éstos tienen una diferencia de éstos tienen una diferencia de electronegatividad de 1,7 ó mayor. Este tipo de 1,7 ó mayor. Este tipo de enlace fue propuesto por de enlace fue propuesto por W. Kossel en en 1916..

En una unión de dos átomos por enlace iónico, un En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El del más electronegativo. El cloruro de sodio (la sal común) es un ejemplo (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan de enlace iónico: en él se combinan sodio y y cloro, perdiendo el primero un , perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo:electrón que es capturado por el segundo:

NaCl → Na+Cl-NaCl → Na+Cl- De esta manera se forman dos iones de carga contraria: un De esta manera se forman dos iones de carga contraria: un catión (de (de

carga positiva) y un carga positiva) y un anión (de carga negativa). La diferencia entre las (de carga negativa). La diferencia entre las cargas de los cargas de los iones provoca entonces una fuerza de provoca entonces una fuerza de interacción electromagnética entre los átomos que los mantiene unidos. El entre los átomos que los mantiene unidos. El enlace iónico es la unión en la que los elementos involucrados aceptarán o enlace iónico es la unión en la que los elementos involucrados aceptarán o perderán electrones.perderán electrones.

En una En una solución, los enlaces iónicos pueden romperse y se considera , los enlaces iónicos pueden romperse y se considera entonces que los iones están disociados. Es por eso que una solución entonces que los iones están disociados. Es por eso que una solución fisiológica de cloruro de sodio y agua se marca como: fisiológica de cloruro de sodio y agua se marca como: Na+ + Cl-Na+ + Cl-, mientras , mientras que los cristales de cloruro de sodio se marcan:que los cristales de cloruro de sodio se marcan:Na+Cl-Na+Cl- o simplemente o simplemente NaClNaCl..

ENLACE COVALENTE POLARENLACE COVALENTE POLAR Se produce por compartición de Se produce por compartición de electrones entre dos átomos. Este entre dos átomos. Este

tipo de enlace se produce cuando existe tipo de enlace se produce cuando existe electronegatividad polar polar pero la diferencia de pero la diferencia de electronegatividades entre los átomos no es entre los átomos no es suficientemente grande como para que se efectúe transferencia suficientemente grande como para que se efectúe transferencia de de electrones. De esta forma, los dos átomos comparten uno o . De esta forma, los dos átomos comparten uno o más más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los . Los enlaces covalentesenlaces covalentes se suelen producir se suelen producir entre elementos gaseosos entre elementos gaseosos no metales..

A diferencia de lo que pasa en un A diferencia de lo que pasa en un enlace iónico, en donde se , en donde se produce la transferencia de produce la transferencia de electrones de un de un átomo a otro, en el a otro, en el enlace químico covalente, los electrones de enlace son covalente, los electrones de enlace son compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, los dos compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, los dos átomos no metálicos comparten uno o más electrones, es decir se átomos no metálicos comparten uno o más electrones, es decir se unen a través de sus electrones en el último orbital, el cual unen a través de sus electrones en el último orbital, el cual depende del depende del número atómico en cuestión. Entre los dos átomos en cuestión. Entre los dos átomos puede compartirse uno, dos o tres electrónes, lo cual dará lugar a puede compartirse uno, dos o tres electrónes, lo cual dará lugar a la formación de un enlace simple, doble o triple. En la formación de un enlace simple, doble o triple. En representación de Lewis estos enlaces pueden representarse por estos enlaces pueden representarse por una pequeña línea entre los átomos.]una pequeña línea entre los átomos.]

TIPOS DE ENLACE COVALENTETIPOS DE ENLACE COVALENTE

Existen dos tipos de sustancias covalentes:Existen dos tipos de sustancias covalentes: Sustancias covalentes molecularesSustancias covalentes moleculares:: los enlaces covalentes forman los enlaces covalentes forman

moléculas que tienen las siguientes propiedades:moléculas que tienen las siguientes propiedades: Temperaturas de Temperaturas de fusión y y ebullición bajas. bajas. En condiciones normales (25 En condiciones normales (25 °C aprox.) pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos aprox.) pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos Son blandos en estado sólido. Son blandos en estado sólido. Son aislantes de corriente eléctrica y calor. Son aislantes de corriente eléctrica y calor. Solubilidad: las moléculas polares son solubles en disolventes polares y las : las moléculas polares son solubles en disolventes polares y las

apolares son solubles en disolventes apolares (semejante disuelve a semejante). apolares son solubles en disolventes apolares (semejante disuelve a semejante). RedesRedes:: además las sustancias covalentes forman redes, semejantes a los además las sustancias covalentes forman redes, semejantes a los

compuestos iónicos, que tienen estas propiedades:, que tienen estas propiedades: Elevadas temperaturas de fusión y ebullición. Elevadas temperaturas de fusión y ebullición. Son sólidos Son sólidos Son sustancias muy duras (excepto el Son sustancias muy duras (excepto el grafito). ). Son aislantes (excepto el Son aislantes (excepto el grafito). ). Son insolubles. Son insolubles. Son neocloridas Son neocloridas simples: forma un electrón molecularsimples: forma un electrón molecular

ENLACE COVALENTE NO POLARENLACE COVALENTE NO POLAR

Cuando el enlace lo forman dos Cuando el enlace lo forman dos átomos del mismo del mismo elemento, la diferencia de , la diferencia de electronegatividad es cero, entonces se electronegatividad es cero, entonces se forma un enlace covalente no polar. El forma un enlace covalente no polar. El enlace covalente no polar se presenta enlace covalente no polar se presenta entre átomos del mismo elemento o entre entre átomos del mismo elemento o entre átomos con muy poca diferencia de átomos con muy poca diferencia de electronegatividad. Un ejemplo es la electronegatividad. Un ejemplo es la molécula de hidrógeno, la cual está de hidrógeno, la cual está formada por dos átomos del mismo formada por dos átomos del mismo elemento, por lo que su diferencia es cero. elemento, por lo que su diferencia es cero.

ENLACE COVALENTE ENLACE COVALENTE COORDINADOCOORDINADO

Se denomina Se denomina enlace covalente coordinadoenlace covalente coordinado o o dativodativo al al enlace químico que se forma cuando dos cuerpos comparten un que se forma cuando dos cuerpos comparten un par de electrones, procediendo estos dos , procediendo estos dos electrones de uno de los de uno de los dos átomos.dos átomos.

Este tipo de enlace se presenta cuando un átomo Este tipo de enlace se presenta cuando un átomo no metálico comparte un comparte un par de electrones con otros átomos. Para que se con otros átomos. Para que se presente este tipo de enlace, se requiere que el átomo presente este tipo de enlace, se requiere que el átomo electropositivo tenga un par de electrones libres en un orbital tenga un par de electrones libres en un orbital exterior y el átomo exterior y el átomo electronegativo tenga capacidad para recibir tenga capacidad para recibir ese par de electrones en su última capa de valencia. ese par de electrones en su última capa de valencia. El enlace El enlace coordinado se representa por medio de una flecha (→) que coordinado se representa por medio de una flecha (→) que parte del átomo que aporta los dos electrones y se dirige parte del átomo que aporta los dos electrones y se dirige hacia el que no aporta ninguno. Un ejemplo de enlace hacia el que no aporta ninguno. Un ejemplo de enlace coordinado lo tenemos cuando se forma el catión amonio, N coordinado lo tenemos cuando se forma el catión amonio, N H 4 + , a partir del amoniaco,NH3, y del Ion de hidrógeno, H 4 + , a partir del amoniaco,NH3, y del Ion de hidrógeno, H+. H+.

FUERZAS INTERMOLECULARESFUERZAS INTERMOLECULARES

Actúan sobre distintas moléculas o iones y que Actúan sobre distintas moléculas o iones y que hacen que éstos se atraigan o se repelan. Estas hacen que éstos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan las propiedades fuerzas son las que determinan las propiedades físicasfísicas de las sustancias como, por ejemplo, el de las sustancias como, por ejemplo, el estado de agregación, el punto de fusión y de estado de agregación, el punto de fusión y de ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc. densidad, etc.

Por lo general son fuerzas débiles pero, al ser Por lo general son fuerzas débiles pero, al ser muy numerosas, su contribución es importante. muy numerosas, su contribución es importante. La figura inferior resume los diversos tipos de La figura inferior resume los diversos tipos de fuerzas intermoleculares.fuerzas intermoleculares.

FUERZAS DE VAN DER WAALSFUERZAS DE VAN DER WAALS

Las fuerzas atractivas o repulsiva en medio Las fuerzas atractivas o repulsiva en medio moléculas (o entre las (o entre las partes de la misma molécula) con excepción de ésos debido a partes de la misma molécula) con excepción de ésos debido a enlaces covalentes o a interacción electrostática de iones el uno enlaces covalentes o a interacción electrostática de iones el uno con el otro o con las moléculas neutrales. También se utiliza a con el otro o con las moléculas neutrales. También se utiliza a veces libremente como sinónimo para la totalidad de fuerzas veces libremente como sinónimo para la totalidad de fuerzas intermoleculares. Las fuerzas de Van der. Waals son relativamente intermoleculares. Las fuerzas de Van der. Waals son relativamente débiles comparadas a los vínculos químicos normales, pero débiles comparadas a los vínculos químicos normales, pero desempeñan un papel fundamental en los campos tan diversos desempeñan un papel fundamental en los campos tan diversos como química supra molecular, biología estructural, ciencia del como química supra molecular, biología estructural, ciencia del polímero, nanotecnología, ciencia superficial, y física condensada polímero, nanotecnología, ciencia superficial, y física condensada de la materia. Se nombra después del científico holandés Johannes de la materia. Se nombra después del científico holandés Johannes Diederik van der. Waals. Las fuerzas de Van der. Waals definen el Diederik van der. Waals. Las fuerzas de Van der. Waals definen el carácter químico de muchos compuestos orgánicos. También carácter químico de muchos compuestos orgánicos. También definen la solubilidad de sustancias orgánicas en medios polares y definen la solubilidad de sustancias orgánicas en medios polares y un polar. un polar.

Se derivan las siguientes fuerzas:Se derivan las siguientes fuerzas:

DIPOLO - DIPOLO INDUCIDODIPOLO - DIPOLO INDUCIDO

Tienen lugar entre una molécula polar y una Tienen lugar entre una molécula polar y una molécula apolar. En este caso, la carga de una molécula apolar. En este caso, la carga de una molécula polar provoca una distorsión en la nube molécula polar provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula apolar y la convierte, electrónica de la molécula apolar y la convierte, de modo transitorio, en un dipolo. En este de modo transitorio, en un dipolo. En este momento se establece una fuerza de atracción momento se establece una fuerza de atracción entre las moléculas. entre las moléculas.

DIPOLO - DIPOLODIPOLO - DIPOLO Una molécula es un dipolo cuando existe una distribución Una molécula es un dipolo cuando existe una distribución

asimétrica de los electrones debido a que la molécula está asimétrica de los electrones debido a que la molécula está formada por átomos de distinta electronegatividad. Como formada por átomos de distinta electronegatividad. Como consecuencia de ello, los electrones se encuentran consecuencia de ello, los electrones se encuentran preferentemente en las proximidades del átomo más preferentemente en las proximidades del átomo más electronegativo. Se crean así dos regiones (o polos) en la electronegativo. Se crean así dos regiones (o polos) en la molécula, una con carga parcial negativa y otra con carga molécula, una con carga parcial negativa y otra con carga parcial positiva (Figura inferior izquierda).parcial positiva (Figura inferior izquierda).

Cuando dos moléculas polares (dipolos) se aproximan, se Cuando dos moléculas polares (dipolos) se aproximan, se produce una atracción entre el polo positivo de una de ellas produce una atracción entre el polo positivo de una de ellas y el negativo de la otra. Esta fuerza de atracción entre dos y el negativo de la otra. Esta fuerza de atracción entre dos dipolos es tanto más intensa cuanto mayor es la dipolos es tanto más intensa cuanto mayor es la polarización de dichas moléculas polares o, dicho de otra polarización de dichas moléculas polares o, dicho de otra forma, cuanto mayor sea la diferencia de forma, cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados.electronegatividad entre los átomos enlazados.

Los enlaces serán tanto más polares cuanto Los enlaces serán tanto más polares cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados.entre los átomos enlazados.

El momento bipolarEl momento bipolar ((mm) es un vector (orientado ) es un vector (orientado hacia la carga negativa y cuya magnitud depende hacia la carga negativa y cuya magnitud depende de la intensidad de la carga y de la distancia de la intensidad de la carga y de la distancia entre los átomos) que permite cuantificar la entre los átomos) que permite cuantificar la asimetría de cargas en la molécula. La forma de asimetría de cargas en la molécula. La forma de la molécula también afecta al momento dipolarla molécula también afecta al momento dipolar..

DIPOLO INDUCIDO - DIPOLO DIPOLO INDUCIDO - DIPOLO INDUCIDOINDUCIDO

A estas fuerzas se les denominan fuerzas de London o de A estas fuerzas se les denominan fuerzas de London o de dispersión,  estas fuerzas son importantes en moléculas con una dispersión,  estas fuerzas son importantes en moléculas con una elevada proximidad y decaen rápidamente con la distancia.elevada proximidad y decaen rápidamente con la distancia.

Los electrones que intervienen en un enlace están en movimiento, Los electrones que intervienen en un enlace están en movimiento, en el caso de los enlaces no polarizados, este movimiento da lugar en el caso de los enlaces no polarizados, este movimiento da lugar a desequilibrios de carga que pueden inducir en los enlaces no a desequilibrios de carga que pueden inducir en los enlaces no polarizados cercanos la formación de dipolos transitorios, de polarizados cercanos la formación de dipolos transitorios, de manera que se produce una sincronización de los dos enlaces manera que se produce una sincronización de los dos enlaces polarizándose. La energía necesaria para separa las interacciones polarizándose. La energía necesaria para separa las interacciones dipolo inducido-dipolo inducido es inversamente proporcional a la dipolo inducido-dipolo inducido es inversamente proporcional a la distancia que separa los dos átomos elevada a la sexta potencia. distancia que separa los dos átomos elevada a la sexta potencia. Los puentes de hidrógeno se encuentran dentro de este grupo de Los puentes de hidrógeno se encuentran dentro de este grupo de interacciones. Un puente de hidrógeno es una interacción entre un interacciones. Un puente de hidrógeno es una interacción entre un átomo de hidrógeno de un enlace polarizado (por estar unido a un átomo de hidrógeno de un enlace polarizado (por estar unido a un átomo electronegativo, por ejemplo oxígeno o nitrógeno) y un átomo electronegativo, por ejemplo oxígeno o nitrógeno) y un átomo electronegativo que forma parte de otro enlace (por átomo electronegativo que forma parte de otro enlace (por ejemplo los anteriores).ejemplo los anteriores).