Interacciones entre Partículas
Si tomamos como ejemplo los puntos de fusión que se presentan en el siguiente cuadro:
Sustancia
Unión
Punto de fusión
NaCl
iónica
801 °C
LiF
iónica
870 °C
Al
metálica
660 °C
Li
metálica
179 °C
I2
covalente
114 °C
H2O
covalente
0 °C
NH3
covalente
-78 °C
 

Podemos observar una gran diferencia en los puntos de fusión de los distintos tipos de sustancias, y por lo tanto, podremos inferir el estado en que se presentan a temperatura y presión ambiente.

Es decir que la intensidad de las fuerzas de atracción que mantienen unidas a las partículas debe ser relativamente diferente. El tipo y la intensidad de la interacción entre las partículas que se constituyen cuando la unión es entre átomos nos permite analizar las propiedades macroscópicas de la materia, como por ejemplo el punto de fusión, la solubilidad, el punto de ebullición, la conducción de la corriente eléctrica, en función de sus enlaces. El siguiente cuadro muestra las partículas que se generan en cada tipo de enlace:
Tipo de enlace
Partículas
Iónico
Iones (aniones y cationes)
Covalente
Moléculas
Metálico
Core de átomos y electrones externos
Para poder comprender las propiedades de la materia se deben entender los diferentes tipos de interacciones entre partículas, y distinguir las fuerzas intraparticulares o fuerzas que mantienen unidos a los átomos y las intraparticulares o fuerzas que mantienen unidas a las distintas partículas. La interacción entre partículas cargadas se denomina fuerza de interacción electrostáctica, y depende tanto del valor de las cargas como de la distancia entre las mismas y es más intensa cuanto menor es esta distancia La energía de interacción entre partículas es mucho menor que la energía necesaria para romper enlaces entre átomos, por eso las interacciones entre partículas no implican un intercambio o reordenamiento de átomos y las partículas mantienen su identidad.
   
     
La magnitud de la energía de interacción se refleja en la temperatura de ebullición de las sustancias. Como sabemos cada sustancia tiene una temperatura de ebullición característica, y ésta será mayor cuanto mayor es la energía de interacción entre sus partículas.
     
Interacción
Sistema ejemplo
Ion - Ion
KCL (sólido)
Ion - dipolo permanente
KCL - H2O
Dipolo inducido - dipolo permanente
Cl2 - H2O
Dipolo - dipolo ( permanentes)
H2O - NH3
Dipolo inducido -dipolo inducido
Ar
Fuerzas ion- ion
Son las fuerzas que se producen cuando se unen iones: aniones y cationes, en una sustancia iónica. La fuerza de esta interacción dependen de la carga y del tamaño de los iones. Esta interacción es, en general, una de las más intensas, y es la que explica el estado sólido, a temperatura y presión ambiente, y los puntos de fusión elevados que presentan las sustancias iónicas. Es difícil lograr la separación entre aniones y cationes, para que la sustancia cambie de estado.
Fuerzas ion- dipolo
Son las fuerzas que se producen cuando se unen un ion (anión o catión) y un dipolo permanente o inducido. La fuerza de esta interacción depende del tamaño y de la carga del ion y de la magnitud del dipolo. En general, a cargas iguales, un catión interactúa más fuertemente con los dipolos que un anión. La hidratación es un ejemplo de interacción ion - dipolo - dipolo. En una disolución acuosa de NaCl, los iones CL- y Na+ se rodean de moléculas de agua, que como analizamos en geometríamolecular, son moléculas muy polares, debido a que tienen un momento dipolo elevado. De esta manera las moléculas de agua actúan como un aislante eléctrico que mantiene a los iones separados. Este proceso explica lo que ocurre cuando una sustancia iónica se disuelve en agua, o en otro solvente polar, y porque no se disuelve en solventes no polares, como por ejemplo CCl4.
     

Fuerzas intermoleculares

Son las fuerzas de atracción que se producen entre moléculas. Se pueden clasificar en dos grandes tipos:
fuerzas de London
fuerzas dipolo - dipolo.
Fuerzas de London
Son también llamadas fuerzas de dispersión. Existen en todas las moléculas polares o no polares, debido a que se deben a las deformaciones transitorias de las nubes electrónicas, que originan un dipolo inducido o transitorio. Debido a que los electrones están en continuo movimiento, en algún momento puede haber mayor densidad electrónica en una zona de la molécula que en otra, con lo que se genera un polo negativo y un polo positivo transitorios, es decir un dipolo inducido. Este dipolo induce, a su vez, la formación de dipolos en las moléculas vecinas. La magnitud de las fuerzas de London depende del número de electrones involucrados. Cuanto mayor es la nube electrónica, mayor será la probabilidad de que se generen dipolos transitorios, porque aumenta la capacidad de las moléculas de polarizarse.
     
fuerzas dipolo - dipolo.
Se producen solamente en moléculas polares, es decir entre moléculas con dipolos permanentes. Su origen es electrostático, por lo tanto se pueden entender en términos de la ley de Coulomb. La energía de interacción dipolo - dipolo es mayor cuanto mayor es el momento dipolar de las moléculas Cuando se aproximan dos moléculas polares, la zona positiva de una de ellas y la zona negativa de la otra tenderán a acercarse.
     
 
Un caso particular de interacción dipolo - dipolo es la interacción por puente hidrógeno, se produce entre átomos de hidrógeno de una molécula, y átomos muy electronegativos, como F, O y N, de otra molécula. Esta interacción, por sus características es la más intensa. Por este motivo, las sustancias moleculares, que presenten esta interacción entre sus moléculas, tienen en general, puntos de ebullición más elevados, que otras sustancias moleculares de masa molar semejante.

Interacción puente hidrógeno entre moléculas de agua.

Interacción puente hidrógeno entre moléculas de amoníaco.

     
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