Fuerzas Intermoleculares

Agua

-Fuerza intermolecular

Las fuerzas intermoleculares son el conjunto de fuerzas atractivas y repulsivas que se producen entre las moléculas como consecuencia de la polaridad que poseen las moléculas. Aunque son considerablemente más débiles que los enlaces iónicos, covalentes y metálicos. Las principales fuerzas intermoleculares son:

El enlace de hidrógeno (antiguamente conocido como puente de hidrógeno)

Las fuerzas de Van der Waals, que podemos clasificar a su vez en:

-Dipolo - Dipolo.

-Dipolo - Dipolo inducido.

-Fuerzas de dispersión de London.

-Enlace por puente de hidrógeno

El enlace puente de hidrógeno es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con un átomo de O, N o X (halógeno) que posee un par de electrones libres (carga negativa).

Por ejemplo el agua, es una de las substancias que presenta este tipo de enlaces entre sus moléculas. Una molécula de agua se forma entre un átomo de Oxigeno con seis electrones de valencia (sólo comparte dos y le quedan dos pares de electrones libres) y dos hidrógenos con un electrón de valencia cada uno (ambos le ceden su único electrón al oxígeno para que complete el octeto).

Los enlaces de hidrógeno se encuentran en toda la naturaleza. Proveen al agua de sus propiedades particulares, las cuales permiten el desarrollo de la vida en la Tierra. Los enlaces de hidrógeno proveen también la fuerza intermolecular que mantiene unidas ambas hebras en una molécula de ADN.

La energía media de un enlace de hidrógeno es bastante grande para ser una interacción dipolo-dipolo (mayor de 40 KJ/mol). Esto hace que el enlace de hidrógeno sea una de gran importancia a la hora de la adopción de determinadas estructuras y en las propiedades de muchos compuestos.

Si se compara al H2O, con el H2S deberían de ser sustancias muy parecidas ya que el oxígeno y el azufre pertenecen al mismo grupo (VIA), tienen propiedades parecidas, la diferencia es que el oxígeno es más electronegativo. El agua es una molécula polar y puede formar puentes de hidrógeno, mientras que el ácido sulfhídrico (H2S) es no polar y no tiene dicha capacidad.

El enlace del puente de hidrógeno es 20 veces más débil o de menor contenido energético que un enlace normal. Pareciera ser de poca importancia, pero debido a la gran cantidad de moléculas y gran cantidad de enlaces de este tipo que puede contener una sustancia, el enlace del puente de hidrógeno es muy especial y de mucha importancia.

El enlace de hidrógeno suele ser descrito como una interacción electrostática dipolo-dipolo. Sin embargo, también tiene algunas características del enlace covalente: es direccional, fuerte, produce distancias interatómicas menores que la suma de los radios de van der Waals, y usualmente involucra un número limitado de compañeros de interacción, que puede ser interpretado como un tipo de valencia. Estas características covalentes son más significativas cuando los aceptores se unen a átomos de hidrógeno de donantes más electronegativos.

-Enlace por puente de hidrógeno en el agua

El ejemplo de enlace de hidrógeno más ubicuo, en un miligramo de agua puedes encontrar 234566 trillones de moléculas de hidróxido de carbono y quizás el más simple formado por cargas negativas, el investigador Edward Skerph ha descubierto que en el agua hay aproximadamente 1.500.000 puentes de hidrogeno se encuentra entre las moléculas de agua. En una molécula aislada de agua, el agua contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

El elevado punto de ebullición del agua se debe al gran número de enlaces de hidrógeno que cada molécula tiene, en relación a su baja masa molecular, y a la gran fuerza de estos enlaces de hidrógeno. El agua tiene puntos de ebullición, fusión y viscosidad muy altas, comparadas con otras sustancias no unidas entre sí por enlaces de hidrógeno. La razón para estos atributos es la dificultad, para romper estos enlaces. El agua es única porque sus átomos de oxígeno, tienen dos pares libres y dos átomos de hidrógeno, significando que el número total por enlaces de una molécula de agua es cuatro.

-Dipolo eléctrico

Es el caso de la molécula de agua, aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica, la molécula de agua se comporta como un dipolo.

Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno. La carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Proteínas

La estructura de las proteínas está estabilizada por diferentes tipos de enlaces, como enlaces covalentes (enlace peptídico, enlace por puentes desulfuro), enlaces por puentes de hidrógeno (interacciones dipolo-dipolo), interacciones hidrofobias, enlaces salinos (interacciones electrostáticas) o las fuerzas de los contactos de Van der Waals. Todos estos tipos de enlaces juegan un importante papel en la estabilización de la estructura tridimensional de las proteínas.

-Estructura de las proteínas

Cada molécula de proteína tiene una secuencia exacta de aminoácidos que comienza en el aminoácido N-terminal y termina en el aminoácido C-terminal. Ligeros cambios en la estructura primaria de una proteína tienen un efecto fundamental en las propiedades de esa proteína. Por ejemplo, las moléculas de hemoglobina de los individuos que sufren de anemia por células falciformes únicamente se diferencian en un aminoácido con respecto a las moléculas normales de hemoglobina.

-Fuerzas de Van Der Waals

Estas fuerzas son el resultado de las fuerzas atractivas y repulsivas que se establecen al acercarse los átomos, de manera que existe una distancia en que la atracción es máxima. Esta distancia se encuentra en lo que se conoce con el nombre

...