Interacciones intermoleculares
Así como los átomos se unen entre sí para formar moléculas mediantes interacciones denominadas enlaces, las moléculas también presentan interacciones entre sí, lo cual determina gran parte de sus propiedades físicas (como su estado de agregación) como fisico-químicias (como la solubilidad). Dentro de los variados tipos de interacciones existentes, nos enfocaremos en 4 principalmente: Fuerzas de Van der Waals, ión-dipolo, dipolo-dipolo y Puentes de Hidrógeno.
Fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de Van der Waals (también denominadas fuerzas de dispersión) son las interacciones más débiles existentes entre moléculas, y se dan mayormewnte entre dos moléculas apolares (es decir, moléculas cuyas densidades electrónicas estan distribuídas uniformememnte en el espacio). Esta interacción puede darse debido a que, por momentos, las moléculas apolares generan dipolos momentáneos (Animación EII-1), lo que permite que puedan interaccionar durante esos periodos de tiempo, sin embargo, al ser tan rápidos, la fuerza de esta interacción es sumammente fácil de romper, razón por la cual, la mayoría de las sustancias con fuerzas de Van der Waals como interacción principal presentan un estado de agregación menor, en comparación con sustancias de peso similar.
Animación EII-1: Generación de dipolos momentáneos en una molécula apolar
Interacción ión-dipolo
Esta interacción se da con la presencia de un átomo que presenta un desbalance electrónico (anión, si presenta más electrones que protones, o catión si presenta más protones que electrones) y presenta dos variaciones: cuando interactúa con una olécula apolar (ión-dipolo inducido) o con una molécula polar (ión-dipolo). En el primer caso, al acercarse el ión a una molécula apolar, el dipolo momentáneo que se produce naturalmente en esta última (ver animación anterior) se establece de manera fija, como si fuera una interacción ión-dipolo normal. La segunda se aprecia en la Imagen EII-1, y ocurre al interactuar un ión con una molécula polar (la cual presenta un dipolo constante). Este tipo de interacción ocurre principalmente en solvatación, es decir, cuando un compuesto iónico se solubiliza en un solvente polar (por ejemplo, NaCl en agua):
Imagen EII-1: Interacción ión-dipolo
Interacción dipolo-dipolo
Al igual que la anterior, la interacción dipolo-dipolo puede darse entre dos moléculas polares o entre una molécula polar con otra apolar, denominándose este último tipo de interacción, dipolo-dipolo inducido. Este tipo de interacción es, por lo general, más débil que la interacción ión-dipolo, debido a que en este último, una de las sustancias involucradas presenta una carga "total", mientras que en la interacción dipolo-dipolo, solo se enfrentan dos diferenciales de carga (o cargas "parciales"), lo que hace disminuir su fuerza. En la Imagen EII-2 se puede apreciar este tipo de interacción
Imagen EII-2: Interacción dipolo-dipolo
Puente de Hidrógeno
La interacción puente de Hidrógeno es un caso especial de una interacción dipolo-dipolo, que se produce cuando un átomo de Hidrógeno, que se encuentra enlazado a un átomo de N, O o F, interacciones con un átomo de N, O o F de otra molécula. Debido a sus características, el puente de Hidrógeno es la interacción intermolecular más fuerte, lo que provoca que las sustancias que poseen esta interacción como la principal, presenten un estado de agregación mayor (comparado con sustancias con pesos similares). Esto puede apreciarse en la Imagen EII-3.
Imagen EII-3: Puente de Hidrógeno entre dos moléculas de agua (imagen obtenida de la web de la Universidad del País Vasco)