FUERZAS INTERMOLECULARES

Este tema es muy importante para luego poder comprender la tabla de propiedades de compuestos que ya les armé (lo encontrás en la web también)

Lo primero que tenemos que pensar y analizar, es el título.

Estamos hablando de FUERZAS INTERMOLECULARES
Hay dos aspectos importantes a tener en cuenta primero:

1) La palabra FUERZAS: fuerzas de interacción ENTRE moléculas (no dice intramoleculares, que sería mirando a una molécula por dentro, esto es mirar la interacción entre distintas moléculas, como cuando íbamos a un torneo INTERcolegial, que era entre distintos colegios)

2) La segunda palabrita del titulo: INTERMOLECULARES.

Ya analizamos el “entre”, pero ahora hagamos foco en el MOLECULAS
Moléculas son las entidades que se forman cuando formamos compuestos COVALENTES (es decir, los compuestos covalente forman moléculas, o sea que si tengo un compuesto iónico nunca bajo ningún punto de vista, voy a poder analizar sus fuerzas intermoleculares)

Es un error MUY grave intentar analizar fuerzas a compuestos iónicos (recorda, son los formados entre metal y no metal). Es importante tenerlo claro.

Tenemos tres tipos de Fuerzas y vamos a ir analizando juntos cuáles son, cuándo existen y qué intensidad tienen 

Fuerzas o Interacciones de London o Dipolos transitorios. 

La tienen TODAS las moléculas. Es decir, cualquier compuesto covalente que vos tengas para estudiar y analizar, tiene fuerzas intermoleculares de London.

Se generan a partir de la nube electrónica. Cada molécula está formada por átomos unidos entre ellos por enlaces covalente, esos electrones alrededor de cada átomo forman en el compuesto químico una nube electrónica. El proceso nos explica que por algún motivo que no necesitamos ahondar ni saber, la nube electrónica (imaginate algo parecido a una gelatina) se deforma, los electrones se acercan más a un extremo de la molécula que otro generando entonces y solo por un instante un dipolo (traducido: nos queda un sector de la molécula con densidad de carga negativa -hay mas electrones dando vueltas- y por el otro sector, tenemos densidad de carga negativa). Esta deformación y generación de dipolo es “contagiosa”, un dipolo genera a su vez otro dipolo en otra molécula, y ella a su vez otro, y otro y otro. Entonces se genera un efecto continuo, y como son transitorios, rápidamente dejan de suceder estos dipolos
Imaginarnos unas lucecitas de Navidad sería muy bueno y similar a lo que sucede. Nos da una gran idea. 

Todas las moléculas tienen interacciones de London, ok, pero ¿todas son iguales? no! y acá tenemos un aspecto para estudiar y analizar

Hay que ubicarse que estas fuerzas son interacciones. Es decir una molécula interaccionando con otra. 

Cuanto mayor es la nube electrónica mayor es la interacción que existe, porque mayor probabilidad hay de generar una deformación y estos dipolos de los que hablamos anteriormente.

A medida que el número de electrones de la molécula va aumentando, mayor es la interacción que puede generar. ¿Cómo me doy cuenta? Tengo que buscar en la tabla periódica el valor de Z de cada elemento para poder entender que ese es el número de electrones que aporta cada elemento, sumarlos (teniendo en cuenta la atomicidad de cada uno, es decir ¿cuántos átomos de cada elemento hay presente?) para poder conocer el valor total. 

Ej=

F2          Z= 9               Tiene en total 18 electrones

Cl2         Z = 17            Tiene en total 34 electrones

Br2       Z = 35            Tiene en total 70 electrones

I2           Z = 53            Tiene en total 106 electrones

¿En este momento me sirve para algo poder identificar que la interacción de London es más intensa? No, pero ¡no me odies de antemano! cuando cierre el tema hablando de puntos de ebullición y fusión (que está vinculado con la hermosa tabla que armé), me lo vas a agradecer

Interacción Dipolo - Dipolo 

Dipolo tiene que sonarte o tenés que poder vincularlo con dos polos, es decir, son moléculas que tendrán una zona de alta densidad electrónica y una zona de baja densidad electrónica. Es decir entonces que las moléculas que posean estas interacciones, son moléculas POLARES (¿cómo llegamos a clasificar como polar una molécula? Porque antes tuvimos que realizar su estructura de Lewis, luego poner analizar si el enlace era polar o no polar por la diferencia de electronegatividad, luego pudimos asignar la geometría electrónica para poder indicar la geometría molecular y por último entonces podemos analizar si la molécula es polar o no. -fue un mini paso a paso-)

Las moléculas polares justamente no tienen compensados sus vectores u de enlace por lo que tendrán algún elemento que tiene mayor electronegatividad que los otros y eso hace que finalmente podamos clasificarla como polar.

Es de mayor intensidad que las interacciones de London y no se anulan, al contrario, se acumulan, eso significa que una molécula polar tendrá entonces Interacciones de London Y TAMBIÉN Interacciones Dipolo-Dipolo.

Puentes de Hidrógeno

Se va a dar en moléculas donde haya un átomo de Hidrógeno UNIDO DIRECTAMENTE al F (Flúor), N (Nitrógeno) o el O (Oxígeno). Es importante revisar la Lewis para confirmar que estén unidos el H y alguno de estos átomos, no sirve o no alcanza si coexisten en la misma molécula

Ej: CH3F no presenta puente de hidrógeno porque el F está unido al Carbono, no a los H

En este punto es donde suelen cometerse los errores y creer que está presente esta fuerza intermolecular y en realidad no.

Si podes comprender muy a fondo el tema, podés entender entonces que son fuerzas que involucran a distintos grupos, repasemos.

Todas: tienen interacciones de London

Polares: tienen interacciones de London y además Dipolo-Dipolo

Un grupo exclusivo de moléculas polares, presentan Puentes de Hidrógeno, y además, tienen interacciones de London, Dipolo-Dipolo y además puentes de Hidrógeno.

Acordate que no son excluyentes. Son acumulativas 

Y si también comprendiste el tema, quizá te diste cuenta que no mencioné si alguna era más intensa que otra, porque aquí entra lo más “jugoso” del tema, poder aplicarlo

Objetivamente, una molécula que presenta puentes de hidrógeno (HF, por ejemplo) tendrá más fuerzas intermoleculares que una molécula no polar sencilla.

Pero muchas veces, cuando la nube electrónica es grande, va a tener mayor interacción una molecula no polar (por la que uno no daría ni dos pesos), frente a otra que sea polar o incluso forme puentes de hidrógeno. Sí, aunque Ud no lo crea. 

Con esta información podes analizar la tabla de propiedades que confeccioné.

¿Por qué?

Porque la solubilidad  (¿quién es soluble en qué?) y los puntos de ebullición, están vinculados con las fuerzas intermoleculares

Solubilidad: Depende de las fuerzas intermoleculares de cada sustancia. Serán solubles (se disuelven) si tienen fuerzas intermoleculares similares.  Ej: la nafta que solo tiene London no se mezcla con el agua que tiene London, dipolo-dipolo y puentes de hidrógeno. Si tienen interacciones similares, será posible que se mezclen entre sí de manera homogénea y que formen una solución.

Punto de Fusión o Ebullición: Lo primero que necesito que tengas claro es que los analizamos juntos, si uno es elevado, el otro también. Es decir, no importa si te piden que ordenes punto de fusión o ebullición. Y también pensar que a mayor interacción de fuerzas, mayor será la energía necesaria para poder romper estos enlaces y cambiar de estado de agregación.

Lo otro que tenes que comprender es que, como dice el video de los errores más comunes en este tema, no tenés que intentar poder conocer la temperatura de manera exacta, no se puede calcular ni conocer. Siempre lo que se nos pide es que analicemos y podamos ordenar (de mayor a menor o de menor a mayor, de paso, prestá mucha atención cuando dicen creciente o decreciente) o simplemente nos darán algunas temperaturas y vamos a asignarlas. 

Los compuestos iónicos siempre tienen un punto de ebullición alto. Es necesaria mucha energía para vencer las fuerzas electrostáticas y separar los iones ocasionando una ruptura en el cristal. Siempre mayor que las sustancias covalentes. Siempre. No dudes, no des vueltas. Siempre mayor. Detectas el iónico (que haya un metal presente) y listo ! fuera del análisis. no hay que hacer mucho más con ellas. 

Con los covalentes, hay que agudizar un poco más el ojo

Primero analizar las fuerzas intermoleculares de cada uno, como base para comenzar. Acordate de escribir todas las fuerzas que existen, si tiene las 3, anotá las 3, no escatimes información.

Luego, contar los electrones de cada molécula buscándolos en la tabla periódica, porque si alguna tiene MUCHA diferencia de electrones frente a otra molécula, eso tiene que alertarte sobre las interacciones de London!!! es muy probable que tenga un punto de ebullición o fusión mucho mayor.
Una London grande le gana tranquilamente a otra molécula que tenga Dipolo-Dipolo y Puentes de Hidrógeno. 

Y ahora sí, entonces podes asignarles el orden. Insisto, revisá si te piden que ordenes de mayor a menor -decreciente- o es creciente porque te piden de menor a mayor. 

Antes de terminar, te quiero mostrar algo. 

Volvemos al ejemplo de los haluros no metálicos o hidrácidos

Ej=

F2          Z= 9               Tiene en total 18 electrones

Cl2         Z = 17            Tiene en total 34 electrones

Br2       Z = 35            Tiene en total 70 electrones

I2           Z = 53            Tiene en total 106 electrones

El F2  a temperatura ambiente es gaseoso, el Cl2 es líquido, al igual que el Br2 y el I2  es sólido ¿WHAT THE FUCK? Si todos son halógenos, están en el mismo grupo, todas las moléculas solo tienen London… ¿cómo hay tanta diferencia?

Nuestras (o espero que a partir de ahora lo sean) amadas London !!! La diferencia en la nube electrónica genera una mayor intensidad en el yodo que en las moléculas de flúor, y eso impacta directamente en el punto de ebullición y fusión, por lo tanto entonces en el estado de agregación.