Fuerzas intermoleculas

Resumen

El objetivo principal de esta práctica fue estudiar las interacciones entre moléculas y la geometría que estas forman las moléculas, la temática de geometría molecular fue teórica y se explicó que las moléculas no son solo planas la geometría molecular es tridimencional, existe una geometría molecular la cual es tridimensional, cada una de estas geometrías muestra ángulos característicos. detrás de cada geometría se encuentran interacciones entre átomos, los cuales al momento de compartir electrones generan enlaces tipo sigma o pi; cada átomo presenta hibridación (combinación de orbitales atómicos de distinta energía) esta es de gran ayuda para definir qué tipo de geometría presentan. Ya definida su geometría se puede ver el tipo de polaridad y resonancia; posteriormente se realizó la práctica experimental de fuerzas intermoleculares las cuales son las que dan las características físicas a las moléculas diferente a las fuerzas interatómicas que dictan las características químicas; en la práctica se realizó un experimento donde se mezclaron diferentes reactivos en los cuales se observaron diferentes cambios y la distinción de diferentes fases.

Palabras clave

Interacción, fuerza, geometría, moléculas.

Introducción

La geometría molecular muestra el ordenamiento tridimensional de los átomos de una molécula. Para obtener una geometría molecular aproximada se basa en la repulsión, es decir, los pares de electrones que están alrededor del átomo central se separan para minimizar las fuerzas de repulsión; las repulsiones determinan los orbitales y estos determinan la geometría molecular.

Sin embargo, existe un procedimiento sencillo que permite predecir la geometría de las moléculas o iones con bastante éxito, si se conoce el número de electrones que rodean al átomo central, según su estructura de Lewis. El fundamento de este enfoque es la suposición de que los pares de electrones de la capa de valencia de un átomo se repelen entre sí.

En un enlace covalente, un par de electrones, a menudo llamado par enlazante, es el responsable de mantener dos átomos juntos, Sin embargo, en una molécula poliatómica, donde hay dos o más enlaces entre el átomo central y los átomos que lo rodean, la repulsión entre los electrones de diferentes pares enlazantes hace que se mantengan lo más alejados que sea posible. La geometría que finalmente adopta la molécula (definida por la posición de todos los átomos) es aquella en la que la repulsión es mínima. Este enfoque para estudiar la geometría molecular se llama modelo de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (RPECV), ya que explica la distribución geométrica de los pares electrónicos que rodean al átomo central en términos de la repulsión electrostática entre dichos pares, la generada repulsión genera longitudes y ángulos de enlace para explicar estas longitudes y ángulos se recurre al concepto de hibridación. La hibridación consiste en una mezcla de orbitales puros en un estado excitado para formar orbitales híbridos equivalentes con orientaciones determinadas en el espacio. Estos cambios se presentan entre los orbitales de un mismo nivel de energía; lo que significa que en el átomo de carbono se presenta en la última capa electrónica correspondiente al nivel dos involucrando a los subniveles 2s2 y 2p2. A los orbitales híbridos que se forman se le conoce como sp, sp2, sp3, sp3d y sp3d2 Teniendo estos una geometría correspondiente, sp tiene una geometría lineal; sp2 es triagonal plano, sp3 es tetraédrico,sp3d es bipiramidal trigonal y sp3d2 es octaédrico.

las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción entre moléculas, lo que quiere decir que los átomos están unidos debido a esto, de igual manera estas fuerzas son responsables de las propiedades físicas de una sustancia ; entre estas fuerzas se encuentran las fuerzas ion-dipolo; las cuales se establecen entre un ion y una molécula polar, un ion- dipolo inducido que se establece entre un ion y una molécula apolar; las interacciones hidrofóbicas se dan en moléculas hidrofóbicas las cuales tienden a evitar interacción con el agua. lo hace por razones termodinámicas: las moléculas hidrofóbicas se asocian para minimizar el número de moléculas de agua que puedan estar en contacto con las moléculas hidrofóbicas

 las fuerzas electrostáticas denominadas ión-ión son las que se establecen entre iones de igual o distinta carga: los iones con cargas de signo opuesto se atraen los iones con cargas del mismo signo se repelen. la magnitud de la fuerza electrostática viene definida por la ley de coulomb y es directamente proporcional a la magnitud de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. con frecuencia, este tipo de interacción recibe el nombre de puente salino. son frecuentes entre una enzima y su sustrato, entre los aminoácidos de una proteína o entre los ácidos nucleicos y las proteínas

fuerzas ión-dipolo inducido esta tiene lugar entre un ión y una molécula apolar. la proximidad del ión provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula apolar que convierte (de modo transitorio) en una molécula polarizada. en este momento se produce una atracción entre el ión y la molécula polarizada.

 las fuerzas de vaan der waals se dan entre moléculas las cuales sus fuerzas de atracción son débiles, por lo tanto, estas solo se establecen con moléculas neutras, en estas se incluyen las fuerzas dipolo- dipolo; las cuales se dan entre el extremo positivo de una molécula polar y extremo negativo de esta, también llamadas fuerzas de keesom, entre las que se incluyen los puentes de hidrógeno , los cuales consisten en una fuerza electrostática entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrogeno; las fuerzas dipolo-dipolo incluido también llamadas fuerzas de debye y las fuerzas dipolo instantáneo-dipolo inducido también llamadas fuerzas de dispersión o fuerzas de london que son fuerzas de atracción que se generan a partir de los dipolos temporales inducidos en los átomos o moléculas.

La polaridad de una molécula depende tanto de la polaridad de sus enlaces como de su geometría, esta es una propiedad de las moléculas que representa la separación de las cargas eléctricas en la misma molécula, Esta propiedad está íntimamente relacionada con otras propiedades como la solubilidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, las fuerzas intermoleculares, etc

Materiales y métodos

1 Geometría moléculas:

Se fundamenta en una clase teórica con la resolución de un taller en el que se reconoce la geometría de algunos iones y moléculas y la polaridad de algunos compuestos moleculares, además de su solubilidad en agua.  

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