Secundaria Fuerzas intermoleculares

[azul]

Hola amigos, les traigo una pregunta.

he leído lo que he podido de teoría de lo que es las fuerzas intermoleculares sin embargo tengo confunsión cuando me colocan a reconocer la intensidad de una fuerza intermolecular y ordenarla según su punto de ebullición.

Les diré lo que se, mientras mayor sea la fuerza intermolecular en el compuesto mayor es la energía para convertirla a gas y por enede mayor es el punto de ebullición. Tengo entendido lo de ión-dipolo, dipolo-dipolo y dipolo inducido. La mayor siempre es la fuerza ión-dipolo o dipolo-dipolo sin embargo hay maneras de que el dipolo inducido la supere. ¿Cuando ocurren estos casos? De verdad que estoy muy confundido, necesito una mano.

Por ejemplo ordenar, por punto de ebullición.$CH_{4}, CH_{3}Cl, CH_{2}Cl_{2}$

[sistema0]

Re: Fuerzas intermoleculares

Al hablar de moléculas con enlace covalente no se forman iones como tal, es decir no se trata de un ión-dipolo sino que el dipolo aparece por la formación de cargas parciales positivas o negativas debido a diferencia en las electronegatividades de los átomos que conforman el enlace pero sin que llegue a formarse un ión como tal.

En los ejemplo que propones el metano (CH4), a pesar de que los enlaces covalentes entre el carbono y el hidrógeno tienen carácter polar, la geometría de la molécula es simétrica y esto resulta en una anulación de los momentos dipolares de los enlaces. Conclusión, el metano es apolar con lo que no se van a establecer fuerzas intermoleculares significativas y tendrá un punto de ebullición muy bajo.

En el clorometano (CH3Cl) y diclorometano (CH2Cl2) ambas van a ser polares no se cuál de ellas tendrá un mayor carácter polar, pero así a bote pronto parece que será el diclorometano, pues su momento dipolar deberá de ser algo mayor que en el clorometano, ya que éste último tiene geometría angular, y su momento dipolar resulta de la suma de los de cada uno de los cloros, los cuales forman un ángulo algo mayor de 90^o debido a repulsión de sus núcleos positivos (o de los electrones que forman el enlace, según la teoría seguida ;-). De esta manera el momento angular resultante debe de ser algo mayor que en el clorometano, con solo un cloro.

Buff!! Qué difícil resulta explicar cuestiones geométricas sin lápiz y papel!! Espero haber ayudado, en cualquier caso.

[juan lopez]

Re: Fuerzas intermoleculares

El metano es una molecula apolar , ya que es simetrica por tanto la fuerza intermolecular que actua entre sus moleculas es una fuerza de dispersion con interaccion dipolo instantaneo-dipolo inducido , que es la mas debil de las fuerzas de van der waals , por tanto este tendra el punto de ebullicion mas bajo.Las otras dos moleculas CH2Cl2 y CH3Cl son moleculas polares ,ya que al no ser todos los enlaces con el atomo central iguales se rompe la simetria ,entre ellas hay interaccion dipolo-dipolo que es la mas fuerte de las fuerzas de van der waals .Al tener las dos el mismo tipo de interaccion nos fijamos en las masas moleculares ,la molecula con mayor masa CH2Cl2 tiene una fuerza mas intensa

[oscarmuinhos]

Re: Fuerzas intermoleculares

.Las otras dos moleculas CH₂Cl₂ y CH₃Cl son moleculas polares ,ya que al no ser todos los enlaces con el atomo central iguales se rompe la simetria ,entre ellas hay interaccion dipolo-dipolo que es la mas fuerte de las fuerzas de van der waals .Al tener las dos el mismo tipo de interaccion nos fijamos en las masas moleculares ,la molecula con mayor masa CH₂Cl₂ tiene una fuerza mas intensa

No sé si algún profesor de química me debe corregir, pero yo no diría que esa fuerza de Van der Waals más fuerte se debe a su mayor masa, sino a un mayor momento dipolar. Para completar el razonamiento, se ha de empezar por estudiar la geometría de la configuración electrónica del átomo central (el Carbono) y la geometría molecular.
-geometría configuración electrónica del C: cuatro pares de electrones (enlazantes) en torno al átomo de Carbono, por lo tanto, configuración tetraédrica para lograr la mayor separación posible entre estos pares electrónicos (que se repelen): hibridación sp3 del átomo central;
-geometría molecular: con un átomo de H o de Cl sobre cada par de electrones enlazantes, la geometría molecular será tetraédrica, con un ángulo H-C-H y H-C-Cl de unos 107º
Esta sería la geometría molecular (sin tener en cuenta el efecto del mayor tamaño de la "cubierta electrónica" dell átomo de Cloro que obligará a abrir un poco los ángulos H-C-Cl y Cl-C-Cl, al tiempo que se cierran un poco los enlaces H-C-H):


A continuación se estudia la polaridad de enlace y la polaridad molecular:
CH₄
-Enlaces C-H: escasamente polares.
-Polaridad molecular: momento dipolar nulo porque, por simetría, los momentos dipolares que pudiera haber se anulan;
-Fuerzas intermoleculares: dipolo instantáneo-dipolo instantáneo inducido que, como dice Juan es la más débil de las interacciones de Van der Waals

CH₃Cl:
-Enlaces C-H: escasamente polares;
-Enlace C-Cl: fuertemente polar debido a la alta electronegatividad del Cloro respecto al carbono..
-Polaridad molecular: molecular polar, porque los momentos dipolares de enlace (que son vectores) en este caso no se anulan;
-Fuerzas intermoleculares: interacciones dipolo-dipolo, más fuertes que las interacciones dipolo instantáneo-dipolo inducido instantáneo del caso anterior;

CH₂Cl₂:
-Enlaces C-H: escasamente polares;
-Enlace C-Cl: fuertemente polar debido a la alta electronegatividad del Cloro respecto al carbono.
-Polaridad molecular: molecular polar, con un momento dipolar resultante mayor que en el caso anterior;
-Fuerzas intermoleculares:interación dipolo-dipolo, igual que en el caso anterior, pero con un momento dipolar resultante mayor que en el CH₃Cl, dando lugar a unas fuerzas de interacción también mayores.

Así pues, en mi opinión, las fuerzas intermoleculares en el CH₂Cl₂ son mayores que en el CH₃Cl no por tener aquel mayor masa que éste, sino por su mayor momento dipolar.

[sistema0]

Re: Fuerzas intermoleculares

Así pues, en mi opinión, las fuerzas intermoleculares en el CH₂Cl₂ son mayores que en el CH₃Cl no por tener aquel mayor masa que éste, sino por su mayor momento dipolar.

Totalmente de acuerdo.

[juan lopez]

Re: Fuerzas intermoleculares

Hola Oscar:
Tu exposición es correcta ,pero debes de tener en cuenta ,que las fuerzas de dispersión y las fuerzas dipolo-dipolo aumentan al aumentar la masa molecular ,ya que las moléculas con mas masa, tienden a tener mas electrones y aumenta la posibilidad de que la nube electrónica se deforme para formar dipolos mas intensos ,es decir momentos dipolares mayores .
A la hora de clasificar los puntos de ebullición de las moléculas si hay dos con el mismo tipo de fuerza de Van der Waals , es mas facil mirar su masa molecular que el momento dipolar ,al ser mas complejo su calculo .
Por lo que es mas practico diferenciar en función de la masa molecular ,pues lo uno lleva a lo otro, como acabo de razonar .
Este razonamiento es de 1930 y lo hizo FRITZ LONDON.
Un saludo

[sistema0]

Re: Fuerzas intermoleculares

Hola Oscar:
Tu exposición es correcta ,pero debes de tener en cuenta ,que las fuerzas de dispersión y las fuerzas dipolo-dipolo aumentan al aumentar la masa molecular ,ya que las moléculas con mas masa, tienden a tener mas electrones y aumenta la posibilidad de que la nube electrónica se deforme para formar dipolos mas intensos ,es decir momentos dipolares mayores .
A la hora de clasificar los puntos de ebullición de las moléculas si hay dos con el mismo tipo de fuerza de Van der Waals , es mas facil mirar su masa molecular que el momento dipolar ,al ser mas complejo su calculo .
Por lo que es mas practico diferenciar en función de la masa molecular ,pues lo uno lleva a lo otro, como acabo de razonar .
Este razonamiento es de 1930 y lo hizo FRITZ LONDON.
Un saludo

Buenas Juan,

Ese razonamiento se aplica a las moléculas apolares (y que no tienen dipolos permanentes, como el metano, y que, por tanto solo presentan fuerzas de Van der Waals por dipolo instantáneo-inducido) pero no a los dipolos permanentes que, por tanto, tienen un dipolo fuerte en el que las variaciones por diferencias en densidad electrónica en la molécula o deformación mínima son despreciables, como en el caso del cloro y el dicloro de metano.

Saludos!!

[juan lopez]

Re: Fuerzas intermoleculares

Hola:
[FONT=verdana]La polarizabilidad se incrementa cuando:[/FONT]

• [FONT=verdana]hay presencia de gran número de electrones,[/FONT]

• [FONT=verdana]la nube electrónica es muy difusa[/FONT]

[FONT=verdana]Es decir las moléculas y átomos de mayor peso molecular, son
más polarizables


[FONT=verdana]En moléculas con masas y tamaños aproximados, la intensidad de las fuerzas dipolo-dipolo aumenta al incrementarse la polaridad (aumenta el momento dipolar).
Solo tienes que ver el grafico adjunto para darte cuenta de esto

[FONT=verdana]En el siguiente gráfico podemos volver a observar cómo varían los puntos de ebullición de los compuestos hidrogenados de los grupos VI A (del oxígeno), curva (1) y los del grupo IV A (del carbono), curva(2):[/FONT]


[/FONT]

• 
  

En la curva 1 se mantiene la tendencia de que conforme se incrementa la masa molar aumenta el punto de ebullición ,con la excepción del agua ,que tiene enlace puente hidrogeno y estas son moléculas polares


[/FONT]

- - - Actualizado - - -

Lo mismo ocurre con los halogenuros de hidrogeno a medida que aumenta la masa molar aumenta el punto de ebullición.lo cual no tendría sentido según tu razonamiento ya que la diferencia de elctronegatividad entre el halógeno e hidrogeno disminuye al descender en el grupo

[sistema0]

Re: Fuerzas intermoleculares

Hola de nuevo!

Con el único ánimo de matizar, ya que estoy seguro de que ambos tenemos claro los conceptos, y solo estamos matizando:

- Estamos de acuerdo con esto:

"La polarizabilidad se incrementa cuando:
· hay presencia de gran número de electrones,
· la nube electrónica es muy difusa"

Lo que pasa es que hay otros factores, más importantes en la formación de dipolos que simplemente relegan los que rigen las fuerzas de London a un segundo lugar. Esto es, cuando hablamos de molecular polares que tienen un momento dipolar fuerte. En el gráfico con los ptos de ebullición, y como bien has señalado, puede comprobarse con el agua. La misma, a pesar de tener menor tamaño molecular, tiene un punto de ebullición mucho más alto que los demás miembros de la familia, esto se debe a tres factores principales (entre los que no se encuentran las fuerzas de London):
- Enlace covalente H-O bastante polar, creando una carga parcial negativa importante en el lado del oxígeno.
- Geometría angular: con lo cual, al no existir una simetría, los momentos dipolares creados por dichas cargas parciales no se anulan (al revés, en este caso se suman por multiplicación de fuerzas), suponiendo la existencia de un momento dipolar bien marcado en el agua. Esto es, un marcado dipolo permanente.
- Un átomo como el hidrógeno, muy pequeño y que permite un gran acercamiento entre hidrógenos y oxígenos de diferentes moléculas, creando los enlaces de hidrógeno, entre los más fuertes en las fuerzas intermoleculares.

A medida que estos otros factores son más débiles, las fuerzas de London van siendo más patentes. Esto se observa claramente en la curva 2:

Las moléculas son todas apolares. Como he comentado en un post anterior, ahora si influyen las fuerzas de London, y si podemos decir que a mayor tamaño molecular mayor será la polarizabilidad de las mismas.

En el caso original, es decir, el metano y los cloro y diclorometano. Estos últimos tienen un dipolo permanente que va a marcar el comportamiento de estas moléculas, independientemente de las fuerzas de London, que van a ser despreciables en comparación.

Saludos!!

[juan lopez]

Re: Fuerzas intermoleculares

Hola:
Para que los conceptos se aclaren .
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Son fuerzas que unen entre si a las moleculas neutras y saturadas ,tanto apolares como polares.Tienen su origen en la asimetria electrica que pueden presentar una molecula en un determinado momento(dipolo instantaneo)y que es capaz de provocar la formacion de dipolos inducidos en las moleculas vecinas dando lugar a una atraccion entre ellas. En el caso de moleculas POLARES las fuerzas de London o de dispersion se suman a las atracciones entre los dipolos permanentes INCREMENTADOLOS en un valor SUMAMENTE SIGNIFICATIVO.
Las propiedades MAS importantes de las fuerzas de Van der Waals son:
1º-Son fuerzas extraordidariamente debiles
2º-AUMENTAN CON LA MASA MOLECULAR ya que las capas electronicas externas de las moleculas se deforman ,tanto mas facilmente cuanto mas alejados se encuentren de los nucleos
De esta aclaracion se pueden poner en duda ciertas afirmaciones tuyas:
1º""""En el caso original, es decir, el metano y los cloro y diclorometano. Estos últimos tienen un dipolo permanente que va a marcar el comportamiento de estas moléculas, independientemente de las fuerzas de London, que van a ser despreciables en comparación.""""
Como puedes apreciar en el texto las fuerzas de London se suman a las atracciones entre los dipolos permanentes incrementando su valor significativamente
2ºComo puedes apreciar en la curva 1 de halogenuros de hidrogeno (MOLECULAS POLARES), salvo la anomalia del agua(enlace puente de hidrogeno )el resto de los halogenuros incrementan su punto de ebullicion al incrementar su masa molecular .Todos los HALOGENUROS tienen geometria ANGULAR por tanto dipolos permanentes muy parecidos, si no se sumaran las fuerzas de dispersion, todos salvo el agua ,tendrian puntos de ebullicion parecidos ,cosa que no ocurre.
Espero haberte sido de ayuda un saludo