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Enlaces de hidrógeno y fuerzas de van der Waals

Cuando tenemos moléculas covalentes polares, éstas forman un dipolo permanente que establecerá fuerzas electrostáticas con los dipolos de las moléculas vecinas.

Dipolos permanentes en las moléculas covalentes polares: establecimiento de fuerzas intermoleculares

Aunque la polaridad del enlace covalente y de las moléculas covalentes lo hemos trata en profundidad en un apartado previo (podéis ir a través del enlace) vamos a repasar brevemente qué tiene que ocurrir para que una molécula covalente sea polar:

  1. Que algunos de sus enlaces o todos ellos sean polares, por estar formados por átomos con distinta electronegatividad, es decir, enlace intramoleculares con un momento dipolar permanente (distribución asimétrica de la carga). El átomo más electronegativo atrae hacia sí los electrones del enlace.
  2. Que los momentos dipolares de los distintos enlaces de la molécula no se anulen entre sí por geometría, de forma que la molécula presente un momento dipolar total neto distinto de cero.

Por tanto, existen moléculas covalentes polares en función de la diferencia de electronegatividad de sus átomos y de su geometría, por lo que formarán dipolos permanentes que se atraerán entre sí por fuerzas electrostáticas.

Aunque la naturaleza de este tipo de fuerzas intermoleculares siempre es la misma, la formación de dipolos permanentes, se clasifican en dos tipos de fuerzas distintas:

  • Enlaces de hidrógeno. Cuando la molécula polar presenta enlaces formados por un átomo de hidrógeno y un átomo pequeño y electronegativo (nitrógeno, oxígeno o flúor; N,O,F). Dentro de los dos tipos de fuerzas intermoleculares entre moléculas polares son los más intensos, y oscilan, generalmente, entre 8 y 40 kJ/mol.
  • Fuerzas de van der Waals. Clasificaremos las fuerzas intermoleculares dentro de este grupo cuando tengamos el resto de combinaciones posibles, es decir, cualquier enlace polar que no esté formado por hidrógeno enlazado a N,O,F. Suelen oscilar de 0,1 a 30 kJ/mol (este último valor tan elevado, en casos particulares)

En primer lugar, para tratar en mayor profundidad los enlaces de hidrógeno (también llamados puentes de hidrógeno), consideraremos la molécula de agua, que es una molécula covalente polar. Dado que los enlaces de esta molécula son O-H, se clasificarán como “enlaces de hidrógeno”, que podemos representar como:

Enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua

Fuente: http://www.asturnatura.com

Puesto que los enlaces de hidrógeno presentan en general una intensidad mayor que las fuerzas de Van der Waals, las moléculas que los forman presentan unos puntos de fusión y ebullición anormalmente elevados, en comparación con los compuestos análogos de su mismo grupo. En el caso del  grupo de los anfígenos: H2O, H2S, H2Se y H2Te, los puntos de ebullición son:

H2O: 100ºC

H2S: -59,6ºC

H2Se: -42ºC

H2Te: -1,8ºC

El punto de ebullición del agua, por ser el de menor masa molecular, debería ser el menor de todos ellos, dado que sabemos que, en general, a mayor masa molecular de una sustancia mayor punto de ebullición. Sin embargo vemos que es el mayor de la serie y con una diferencia muy considerable. Esto es debido que, puesto que en las moléculas de agua se forman enlaces de hidrógeno, costará más separarlas, habrá que aportar una mayor cantidad de energía y, por tanto, mayor temperatura. De hecho, es la formación de enlaces de hidrógeno lo que le confiere sus peculiares propiedades físicas que la hacen un compuesto indispensable para el desarrollo de la vida y la química de los seres vivos, pues la inmensa mayoría de reacciones que se dan en las células tiene lugar en disolución.

Además, la formación de puentes de hidrógeno es también la causa de la estructura altamente ordenada del hielo. En la siguiente imagen podemos ver ambas estructuras, la del agua líquida y la del agua sólida:

Enlaces de hidrógeno en el agua líquida y en el hielo: estructura ordenada del agua sólida

Estructura del agua líquida y del agua sólida
Fuente: http://old.iupac.org/didac/

Otras moléculas de la serie, como H2S y H2Se, serán levemente polares (electronegatividad del S: 2,5; electronegatividad del Se: 2,4; electronegatividad del H: 2,1). Pero, dado que las diferencias de electronegatividad son pequeñas, la magnitud de los dipolos permanentes formados será muy inferior a la de las moléculas de agua y, por este motivo, también será menor la magnitud de las fuerzas intermoleculares formadas (que en este caso serán Fuerzas de Van der Waals o dipolo-dipolo, por no cumplir las condiciones para ser designadas como enlaces de hidrógeno). Por este motivo, costará menos separar las moléculas y sus puntos de ebullición son muy inferiores a los del agua, a pesar de tener mayor masa molecular.

Asimismo, en el vídeo hablaremos de algunos ejemplos de moléculas que presentan puentes de hidrógeno (amoniaco, fluoruro de hidrógeno, compuestos orgánicos como alcoholes, aminas, ácidos carboxílicos…) y de moléculas que presentan fuerzas de van der Waals o dipolo-dipolo (clorometano, cloruro de hidrógeno…).

Category: Enlace Químico and Teoría de Enlace Químico.

Tags: Enlace covalente and Fuerzas intermoleculares.

28 Comentarios

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Cuando tenemos moléculas covalentes polares, éstas forman un dipolo permanente que establecerá fuerzas electrostáticas con los dipolos de las moléculas vecinas. Aunque la polaridad del enlace covalente y de las moléculas cova…..

    Bitacoras.com, 2 Años Antes Reply

  2. Muy buena, me esta sirviendo de gran ayuda! pero tengo una duda, porque el aumento de Z hace que los enlaces intermoleculares sean mas fuertes? tendria que ser al reves xq tiene una nube de electrones mayor y por lo tanto la repulsion de las nubes de electrones de los 2 elementos es mayor no?

    manuel, 1 Año Antes Reply

    • Hola Manuel, bienvenido. En realidad lo que ocurre es que al aumentar Z y aumentar por tanto la nube electrónica, crece mucho el volumen atómico. Es cierto que habrá más repulsión, pero también se hallan más alejados del núcleo (muchísimo más alejados) y por este motivo están menos afectados por la carga nuclear y les resulta más fácil polarizarse, es decir, desviarse de la nube electrónica inicial. Además, si consideramos las fuerzas intermoleculares en términos de energía que hay que aportar para que el compuesto se evapore, el de mayor Z cuesta más evaporarlo por ser más pesado. Espero que se entienda. Un saludo.

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

      • Puaf muchas gracias ya lo entiendo, el examen esta aprobado gracias a esta pagina! jajaja
        Saludos.

        manuel, 1 Año Antes Reply

  3. Que genial esta pagina, la profe una genia.. graciass!

    Erina Claveria, 1 Año Antes Reply

    • ¡Muchísimas gracias a ti por el comentario! :D

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  4. :) …… Excelente pagina, muchas felicidades….me haz salvado la vida ….. estudio Ingenieria Ambiental…y esto de la Quimica como que no me gustaba…pero ya me encanto gracias ati

    ilik3dg4r, 1 Año Antes Reply

    • ¡Hola! Me alegra mucho esto que me dices, que pase de no gustarte la química a gustarte aunque sólo sea un poquito es una gran alegría :) Un saludo muy grande y ánimo con esa ingeniería.

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  5. Gracias, felicitaciones por el esfuerzo, en serio me han salvado la vida, estoy en la escuela y acabo de ver esto y con esto apruebo el examen, ya que el profesor había explicado y no le había entendido, muchísimas gracias y muchos éxitos.
    Saludos.

    Gianfranco Cornejo, 1 Año Antes Reply

    • Muchas gracias Gianfranco y bienvenido. Espero que te vaya fenomenal tu examen, ya me contarás :) Un saludo grande

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  6. Muchas gracias por el vídeo, está explicado de una manera muy didáctica, y ahora entiendo de una manera más clara el concepto de fuerzas de Van der Waals; Sólo tengo una duda, a los 11:20 minutos del vídeo se dice que el punto de ebullición del sulfuro de hidrógeno es mayor que el del agua, y me parece que es lo contrario.

    Daniel, 1 Año Antes Reply

    • Hola Daniel, gracias por tu comentario. En efecto, si he dicho eso lo he dicho al revés, el punto de ebullición del agua es mayor que el del sulfuro de hidrógeno porque presenta enlaces de hidrógeno. Un saludo grande.

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  7. Que Bien Explicado Esta Todo ! Antes que nada felicitarla por el esfuerzo y la dedicación , y por la enorme ayuda que me propinan sus cursos. me ayudara mucho para ingresar a la universidad :) un gran abrazo señorita .

    Alexander, 1 Año Antes Reply

    • Hola Alexander, muchísimas gracias por tu comentario de apoyo :) Me alegra que te sirva, mucho ánimo con tus estudios y suerte con tu ingreso a la universidad. Un saludo grande.

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  8. tengo una pregunta ¿pueden existir enlaces de hidrógeno entre dos compuestos apolares ej: entre el fenol y el etanol? excelentes videos me ayudaron mucho. gracias

    Cristian, 1 Año Antes Reply

  9. Ahora si! Mucha más claridad en el tema :D

    Lupita, 11 Mess Antes Reply

  10. ¡Sos una ídola profe! Mil gracias, en serio, estoy en los primeros exámenes para el ingreso en ingeniería química y esta clase me ayudó muchísimo. Admiro bastante tu dedicación, porfa sigue así y tendré ingreso asegurado jaja :D ¡Saludos!

    Karen, 8 Mess Antes Reply

    • Mil gracias Karen, espero que el ingreso te vaya fenomenal. Un fuerte abrazo.

      QuimiTube, 7 Mess Antes Reply

  11. de mucha ayuda grasias

    rolando p, 8 Mess Antes Reply

  12. El Se al ser un semimetal se considera metal? y forma entonces enlaces covalentes?

    Cristina, 6 Mess Antes Reply

  13. Perdón, quería decir el Te forma un enlace covalente con el H?

    Cristina, 6 Mess Antes Reply

  14. […] disolvente  las partículas se sinterizan (se unen por acción del calor) y quedan unidas mediante fuerzas de van der Waals. Además el calentamiento funde al polímero y mejora las propiedades físicas del producto final. […]

    El mundo en una pelota…. y su ciencia | Hablando de Ciencia | Artículos, 4 Mess Antes Reply

  15. Hola!! Lo principal darle la enhorabuena profesora…jaja está todo superclaro, pero tengo una duda con respecto a mis apuntes…

    “Los enlaces de hidrógeno, comparados con otras fuerzas intermoleculares, son relativamente fuertes; sus energías son del
    orden de 15 a 40 kJ/mol. Sin embargo, son mucho más débiles que los enlaces covalentes simples que tienen energías de enlace superioresa los 150 kJ/mol”

    Entonces mi duda es que no se cuales son los enlaces covalentes simples, ya que según lo que yo he entendido los puentes de hodrógeno son los enlaces mas fuertes dentro de los enlaces covalentes.

    Un saludo

    Pedro, 2 Mess Antes Reply

    • ¡Hola! Lo que ocurre es que los enlaces de hidrógeno no están dentro de los enlaces covalentes, que son intramoleculares (dentro de una misma molécula) sino en las llamadas fuerzas intermoleculares (entre dos moléculas distintas). Así, los enlaces de hidrógeno son las fuerzas intermoleculares más fuertes de todas, pero mucho más débiles que un enlace covalente normal, que es el enlace propiamente dicho, por ejemplo, en la molécula de agua, H2O, sería enlace covalente el enlace O-H, pero el enlace de hidrógeno sería entre dos moléculas de agua distintas, H-O-H………OH2

      QuimiTube, 2 Mess Antes Reply


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