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 Químicoy Teoría de Enlace Químico.

Etiquetas: Enlace covalentey Fuerzas intermoleculares.

22 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, 1 Año Antes Responder

  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 Responder

    • 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 Responder

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

        manuel, 1 Año Antes Responder

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

    Erina Claveria, 11 Mess Antes Responder

  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, 10 Mess Antes Responder

    • ¡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, 10 Mess Antes Responder

  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, 10 Mess Antes Responder

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

      QuimiTube, 10 Mess Antes Responder

  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, 9 Mess Antes Responder

    • 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, 9 Mess Antes Responder

  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, 6 Mess Antes Responder

    • 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, 6 Mess Antes Responder

  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, 6 Mess Antes Responder

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

    Lupita, 4 Mess Antes Responder

  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, 1 Mes Antes Responder

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

      QuimiTube, 2 Semanas Antes Responder

  11. de mucha ayuda grasias

    rolando p, 1 Mes Antes Responder


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