Química 2009-10
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Química para biólogos
Tema 4: Fuerzas intermoleculares
F. G. Calvo-Flores
Slide 1 of 35Tema 4. Fuerzas intermolecularesF. G. Calvo-Flores
Contenidos4-1 Electronegatividad4-2 Polaridad de enlace y molécula: momento dipolar4 3 Fuerzas intermoleclares4-3 Fuerzas intermoleclares4-4 Puentes de hidrógeno4-5 Propiedades relacionadas con la fuerzas
intermoleculares
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Electronegatividad
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Momento dipolar• Polaridad de enlace• Polaridad de moléculas
μ = Q x r
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Polaridad de enlace y de molécula
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Fuerzas intermoleculares• Todas estas interacciones serán de naturaleza electrostática
– Interacciones dipolo-dipolo– Interacciones ion-ion– Interacciones ion-dipolo p
• Interacciones atractivas entre las moléculas neutras
• Interacciones dipolo-dipolo • Interacciones de dispersión de London • Interacciones de puente de hidrógeno
• Las interacciones dipolo-dipolo y de dispersión se agrupanLas interacciones dipolo dipolo y de dispersión se agrupan y se les conoce como fuerzas de van der Waals.
• En algunas ocasiones, las interacciones de puente de hidrógeno también se incluyen en este grupo, pero normalmente por su importancia se estudian por separado
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Dipolos permanentes
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Fuerzas entre dipolos
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Fuerzas entre dipolos
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Fuerzas ion-ion
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Fuerzas ión-dipolo
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Fuerzas de dispersión de London
• Los gases de las moléculas no-polares pueden licuarse, y esto indica que si la energía cinética se reduce, existe algún tipo de interacciones atractivas que predominan. p q p
• Fritz London (1930) sugiere que el movimiento de los electrones en un átomo o una molécula no polar puede dar como resultado un dipolo transiente (transiente quiere decir que tiene tiempos de vida muy cortos)
• Puede ocurrir que la distribución de los electrones alrededor del núcleo de cada átomo en un instante dado, noalrededor del núcleo de cada átomo en un instante dado, no sea completamente simétrica
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Fuerzas de London
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Fuerzas de dispersión
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Dependencia con la distancia
Tipo de interacción Ejemplo Dependencia de la energía con la distancia
Ión-ión -NH3+ -OOC- 1/rIón ión NH3 OOC 1/r
Ión dipolo Cl- H2O 1/r2
Dipolo-dipolo H2O , CH3OH 1/r3
Ión-dipolo inducido 1/r4
Dipolo-dipolo inducido H2O, CH4 1/r5
Dispersión Líquidos moleculares 1/r6
Repulsión de van der Waals
Repulsión entre orbitales cuando hay acercamiento
1/r12
Enlaces de hidrógeno R-OH, X-H Longitud fija, direccionales
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Resumen fuerzas intermoleculares
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Puentes de HidrógenoTipo especial de fuerzas dipolo-dipolo
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Puentes de hidrógeno
• Tipo especial de fuerzas dipolo-dipolo• Requiere un compuesto con un elemento• Requiere un compuesto con un elemento
electronegativo unido a hidrógeno• Son direccionales• Responsable de elevados puntos de fusión y
ebullición de compuestos como el agua o de su tensión superficialtensión superficial
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Puentes de hidrógeno en el agua
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Puentes de hidrógeno en el agua
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Puentes de hidrógeno en el agua
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Otras moléculas
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Otras moléculas
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Inter e intramoleculares
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Puentes de hidrógeno en proteínas
• De especial relevancia es sistemas biológicos
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Puentes de hidrógeno en proteínas
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Uniones en proteínas
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Fuerzas intermoleculares y propiedades
• Fuerzas cohesivas– Fuerzas ente moléculas similares– Fuerzas ente moléculas similares
• Fuerzas adhesivas– Fuerzas entre una sustancia y una superficie
• viscosidad• tensión superficial
il id d– capilaridad– la humectabilidad o mojabilidad
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Viscosidad
• La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales.
• La viscosidad es la resistencia que presentan las capas deLa viscosidad es la resistencia que presentan las capas de los líquidos para deslizarse unas sobre otras.
• El coeficiente de viscosidad es el parámetro que caracteriza la viscosidad– Poise 1 P = 1 g·cm−1·s−1
– Pascal s 1 Pa·s = 1 kg·m−1·s−1 = 10 P
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http://www.youtube.com/watch?v=f2XQ97XHjVw
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• La superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica
Tensión superficial
como si fuera una delgada película elástica
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Tensión superficial
• Consecuencia de las fuerzas intermoleculares
Líquido γ = (10-3 N/m)Aceite de oliva 33.06Agua 72.8Alcohol etílico 22.8Benceno 29.0Glicerina 59.4Petróleo 26.0 Diapositiva 32 de 36Tema 4. Fuerzas intermolecularesF. G. Calvo-Flores
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Tensioactividad• Se denomina tensioactividad al fenómeno por el cual una
sustancia reduce la tensión superficial al disolverse en agua u otra solución acuosa
• Son moléculas están constituidas por dos partes– Una de carácter hidrófílo, – Otra d de carácter lipófílo, soluble en substancias apolare
• Actúan como – Detergentes
– Agentes espumantes,Agentes espumantes,– Tienen capacidad solubilizante,– Son emulsionantes,– e comportan como humectantes,– actúan como dispersantes.
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Tensión superficial
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Enlace químico como fuerza intermolecular
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Otras formas alotrópicas del C
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