fuerzas intermoleculares mapa mental

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Las fuerzas intermoleculares son las interacciones atrayentes que mantienen unidas a las moléculas en un compuesto. Aunque son más débiles que los enlaces covalentes o iónicos, determinan propiedades físicas como el punto de ebullición, la viscosidad, la tensión superficial y la solubilidad. Los tipos principales son las fuerzas de dispersión de London, las interacciones dipolo-dipolo y el puente de hidrógeno, cuya intensidad relativa explica el comportamiento de sustancias como el agua, el etanol o los alcanos.

Jerarquía de intensidades
El orden habitual de intensidad es: fuerzas de dispersión de London, interacciones dipolo-dipolo y puente de hidrógeno, aunque conviene matizarlo. Las fuerzas de London están presentes en todas las moléculas, también en las polares, y en compuestos de masa molar muy elevada pueden superar a los dipolo-dipolo de moléculas pequeñas. Por eso el I2, apolar, es sólido a temperatura ambiente mientras el HCl, polar, es gas. Al comparar sustancias hay que fijarse primero en la masa molar y la superficie de contacto, y solo recurrir al puente de hidrógeno cuando existen enlaces H-N, H-O o H-F.

El caso del agua
El agua es el ejemplo clásico del puente de hidrógeno. Cada molécula puede formar hasta cuatro puentes de hidrógeno gracias a sus dos hidrógenos donantes y sus dos pares libres del oxígeno. Esto explica su punto de ebullición anormalmente alto, unos 100 grados Celsius, muy superior al de moléculas de masa similar como el H2S. En el hielo, los puentes forman una red abierta hexagonal que ocupa más volumen que el líquido, y por eso el hielo flota. Al fundirse, parte de esa red se colapsa, lo que da al agua su densidad máxima alrededor de 4 grados Celsius.

Solubilidad y disoluciones
La regla práctica de que lo semejante disuelve a lo semejante se explica energéticamente: la disolución solo es favorable si las nuevas interacciones soluto-disolvente compensan las que hay que romper entre soluto-soluto y disolvente-disolvente. El etanol se mezcla con agua en cualquier proporción porque su grupo hidroxilo forma puentes de hidrógeno con ella, aunque su cadena hidrocarbonada reduce esa afinidad al crecer. Los alcanos, apolares, flotan sobre el agua. Los compuestos con varios grupos polares, como los azúcares, son muy solubles en agua pero insolubles en disolventes apolares.

Errores frecuentes al estudiar
Un error habitual es confundir fuerzas intermoleculares con enlaces intramoleculares: al hervir el agua se rompen puentes de hidrógeno, no enlaces O-H covalentes. Otro es atribuir el punto de ebullición solo a la masa molar; la forma molecular también importa, pues moléculas alargadas tienen más superficie de contacto y fuerzas de London mayores, como muestran los isómeros del pentano. Tampoco debe asumirse que toda molécula con hidrógeno forma puentes de hidrógeno: solo si el H está unido directamente a N, O o F. Finalmente, el metano es gas pese a tener London, porque su masa molar es muy pequeña.