ENLACES INTERMOLECULARES Son los enlaces que mantienen unidas a las moléculas de las sustancias covalentes. Determinan las características físicas de dichas sustancias: temperaturas de fusión y ebullición, tensión superficial, calor específico,….

FUERZAS INTERMOLECULARES Datos experimentales: Temperaturas de ebullición de gases nobles (ºC) Helio Neón Argón Kriptón Xenón - 269 - 246 - 186 - 152 - 108 Temperaturas de ebullición de hidrocarburos lineales (ºC) Metano Etano Propano Butano Pentano Hexano Decano -164 -88,6 -42,1 -0,5 36,1 68,7 164

FUERZAS INTERMOLECULARES Datos experimentales:

TIPOS DE FUERZAS INTERMOLECULARES Enlaces por puente de hidrógeno Fuerzas dipolo permanente – dipolo permanente Fuerzas dipolo instantáneo – dipolo inducido

ENLACE DE HIDRÓGENO La primera evidencia de su existencia proviene del estudio de las temperaturas de ebullición.

ENLACE DE HIDRÓGENO Se establece entre moléculas que poseen un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo pequeño y muy electronegativo (F, O o N). Surge por la “intensa” interacción que se establece entre un átomo con carga parcial positiva de una molécula y un átomo con carga parcial negativa de otra molécula Se representa con una línea de puntos: δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ- H - F H - F H - F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ H - F Enlaces covalentes enlace de hidrógeno

ENLACE DE HIDRÓGENO En el HF En el agua Se puede visualizar la existencia de enlaces de hidrógeno en el agua (H-bonding) y en el hielo, en las simulaciones bajadas que se encuentran en la carpeta “Fuerzas intermoleculares”

Hielo lH-O = 0,99 Å lH∙∙∙∙ ∙∙∙O = 1,77 Å EH-O = 110 kcal.mol-1 EH∙∙∙∙ ∙∙∙O = 5 kcal.mol-1

Propiedades del agua Las moléculas de agua se enlazan en una gran red tridimensional en la cual cada átomo de oxígeno está unido aproximadamente a cuatro átomos de hidrógeno, a dos por enlaces covalentes y a dos por enlaces de hidrógeno La estructura altamente organizada presente en el hielo impide que las moléculas se acerquen mucho entre sí. En consecuencia, el hielo es menos denso que el agua.

Propiedades del agua El agua posee un elevado calor específico: Para elevar su temperatura se deben romper muchos enlaces intermoleculares de hidrógeno, y por lo tanto se precisa un aporte de energía elevado. El agua tiene una elevada tensión superficial:

ENLACE DE HIDRÓGENO

ENLACE DE HIDRÓGENO EN MOLÉCULAS BIOLÓGICAS

MOLÉCULA CON PUENTE DE HIDRÓGENO: ADN Se forma por la unión de dos cadenas de desoxirribonucleótidos unidas por los puentes de hidrógeno que forman las distintas bases: adenina con timina y guanina con citosina. Con ello se forma una estructura de doble hélice en donde las bases nitrogenadas forman los peldaños de la misma.

FUERZAS DE VAN DER WAALS Datos experimentales: Temperaturas de ebullición de gases nobles (ºC) Helio Neón Argón Kriptón Xenón - 269 - 246 - 186 - 152 - 108 Temperaturas de ebullición de hidrocarburos lineales (ºC) Metano Etano Propano Butano Pentano Hexano Decano -164 -88,6 -42,1 -0,5 36,1 68,7 164

FUERZAS DE VAN DER WAALS Teb Teb

FUERZAS DE VAN DER WAALS Temperaturas de ebullición de hidrocarburos alifáticos de 5 carbonos Pentano Isopentano Tetrametilmetano 36,1 ºC 27,8 ºC 9,5 º C http://cbmc.umh.es/biorom/contenido/JCorzo/temascompletos/InteraccionesNC/dipolares/dispersion.htm

FUERZAS DE VAN DER WAALS Interacciones dipolo permanente – dipolo permanente Interacciones dipolo instantáneo – dipolo inducido. Fuerzas de London Se puede visualizar la formación de un dipolo instantáneo y la interacción dipolo instantáneo-dipolo inducido en las simulaciones existentes en la carpeta “Fuerzas intermoleculares”

FUERZAS DE LONDON Sólo son importante a distancias muy cortas. La energía de estos enlaces, considerados individualmente, es muy débil; del orden 1,5 kJ/mol,  aproximadamente el  0,5% de la energía media de un enlace covalente como mucho. De hecho, es inferior a la energía térmica media de las moléculas a temperatura ambiente, que es del orden de 2 kJ/mol. Dicho de otra forma, un único enlace de este tipo no puede mantener unidas a dos moléculas. Si el número de estos enlaces que se establecen entre dos moléculas es suficientemente elevado pueden llegar a tener una importancia significativa como ocurre en el caso de los hidrocarburos saturados. La energía total de la unión intermolecular depende del número total de enlaces, por lo que cuanto más grandes sean las moléculas, más enlaces de este tipo pueden formar, y se unen más fuertemente. E (Cl – Cl) = 242 kJ/mol E (Cl2 --- Cl2) = 21 kJ/mol

FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS FUERZAS DE VAN DER WAALS El tamaño de la molécula (número total de átomos) La polarizabilidad de la nube electrónica, esto es, la facilidad para distorsionar dicha nube. Está relacionada con el tamaño del orbital y con el número de electrones que puedan desplazarse. La forma de la molécula. Dado que las moléculas lineales pueden empaquetarse más estrechamente que las ramificadas, sus temperaturas de ebullición son también mayores.