Dra. Patricia Grimalt 

FUERZAS INTERMOLECULARES Fuerzas intramoleculares:  

  Mantienen unidos a los átomos dentro de una molécula.  

  Son las que hay que vencer para producir un cambio químico. 

  Determinan las propiedades químicas de un compuesto. 

Fuerzas intermoleculares:   Se dan entre moléculas y no involucran la formación de enlaces químicos.  

  Las fuerzas atractivas son de origen electrostático. 

  Son débiles.   Determinan las propiedades físicas de un compuesto (PF, PE, T. superficial, densidad, estado de agregación, etc. 

Fuerzas intermoleculares 

  La existencia de las fuerzas intermoleculares se refleja en  la  existencia  de  materia  condensada  (estados  de agregación líquido y sólido). 

FUERZAS INTERMOLECULARES 

Fuerzas ión‐ión 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 Se establecen entre un ión y una molécula polar. 

Por ejemplo, la disolución en agua del NaCl por  la  atracción  que  existe  entre  los  iones Na+  y  Cl‐  y  los  correspondientes  polos  con carga  opuesta  de  la  molécula  de  agua. Esta  solvatación  de  los  iones  es  capaz  de vencer las fuerzas que los mantienen juntos en el estado sólido. 

La  capa  de  agua  de  hidratación  que  se forma  en  torno  a  ciertas  proteínas  y  que resulta  tan  importante  para  su  función también  se  forma  gracias  a  estas interacciones. 

Fuerzas ión‐dipolo inducido Tienen  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. 

Un ejemplo de esta interacción es la interacción entre el ión Fe++ de la hemoglobina y la molécula de O2, que es apolar. Esta interacción es la que permite la unión reversible del O2 a la hemoglobina y el transporte de O2 desde los pulmones hacia los tejidos  

Fuerzas de Van der Waals 

Cuando  las  moléculas  se  encuentran  a  una  distancia moderada,  se  atraen  entre  sí  pero,  cuando  sus  nubes electrónicas  empiezan  a  solaparse,  las  moléculas  se repelen con fuerza. 

El término "fuerzas de van der Waals" engloba a las fuerzas de atracción entre las moléculas.  

Son fuerzas de atracción débiles que se establecen entre moléculas  eléctricamente  neutras  (tanto  polares  como no polares), pero son muy numerosas y desempeñan un papel fundamental en multitud de procesos biológicos. 

Incluyen:  Fuerzas dipolo‐dipolo (puentes H).)  Fuerzas dipolo‐dipolo inducido.   Fuerzas dipolo instantáneo‐dipolo inducido (fuerzas de dispersión o fuerzas de London). 

FUERZAS DIPOLO‐DIPOLO    *Las moléculas polares se atraen cuando el extremo positivo de una de ellas está cerca del negativo de otra. 

  * Se  establecen atracciones cuya intensidad depende de la carga de su dipolo (ley de Coulomb) 

En los líquidos, las moléculas están en libertad de moverse, pueden encontrarse en orientaciones atractivas o repulsivas. En los sólidos, predominan las atractivas.

Fuerzas dipolo‐dipolo 

dipolo 

interacción dipolo‐dipolo  

Un ejemplo particularmente interesante de las son los puentes de hidrógeno. 

Puentes hidrógeno La unión se establece entre el oxígeno de una molécula de agua y el hidrógeno de otra molécula de agua. 

Cada molécula de agua es capaz de formar 4 puentes de hidrógeno:  ‐elevado punto de ebullición (es necesario romper gran cantidad de puentes de hidrógeno para que una molécula pase al estado gaseoso.  ‐son los responsables de que exista el agua líquida a temperatura ambiente. 

Puentes hidrógeno 

Puentes hidrógeno 

Las dos hebras del DNA se mantienen unidas mediante los puentes de hidrógeno que se forman entre las bases nitrogenadas. 

En las hélices alfa de las proteínas se forman puentes de hidrógeno entre los enlaces peptídicos de aminoácidos. 

Fuerzas dipolo‐dipolo inducido Tienen lugar entre una molécula polar y una molécula apolar: la carga de una molécula polar (dipolo) provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula apolar y la convierte (transitoriamente), en un dipolo. En este momento se establece una fuerza de atracción entre las moléculas. 

Gracias a esta interacción, gases apolares como el O2, el N2 o el CO2 se pueden disolver en agua. 

  Las moléculas no polares parecen no tener posibilidad de mostrar fuerzas de atracción entre ellas. 

  Sin embargo, los gases pueden licuarse, de tal manera que alguna fuerza de atracción debe haber. 

FUERZAS DE DISPERSIÓN DE LONDON 

  Se  presenta,  básicamente,  entre moléculas  no  polares  (únicas fuerzas en las no polares). 

  Al  acercarse  dos  moléculas  se origina  una  distorsión de  la  nube de  electrones  en  ambas, generándose dipolos transitorios. 

  La intensidad de la fuerza  depende de la cantidad de e‐ de la molécula. 

  Se  habla  de  un  Dipolo  inducido  – Dipolo inducido 

A MAYOR CANTIDAD DE ELECTRONES EN LA

MOLÉCULA

MAYOR POLARIZABILIDAD DE LA MOLÉCULA

MAYOR FUERZA DE

LONDON

Moléculas o iones interactuantes

¿Participan moléculas polares? ¿Participan

iones?

¿están presentes moléculas polares y

tb iones?

NO SI

Sólo fuerzas de London

Ej. Ar (l) I2 (s)

Fuerzas dipolo-dipolo

Ej: H2S (l) CH3Cl (l)

Puente de H Ej: H2O (l) y (s)

NH3 y HF

NO

NO SI

Fuerzas ión- dipolo

Ej: KBr en H2O

Hay átomos de H unidos a átomos de N, F, O

SI

 La intensidad de las fuerzas depende de la polaridad de la molécula  (mayor  carga,  mayor  fuerza)  y  de  la polarizabilidad de su nube electrónica (mayor cantidad de e‐, mayor fuerza). 

Las fuerzas intermoleculares no son excluyentes entre sí:  Las  fuerzas  de  London  están  presentes  en  todas  las moléculas. 

 Las fuerzas dipolo‐dipolo se suman a las de London.  Los puentes de H se suman a las de London.  NINGUNA de estas fuerzas es más intensa que los enlaces iónicos o covalentes. 

RESUMIENDO 

FUERZA  OCURRE ENTRE  CARACTERÍSTICAS 

EJEMPLOS 

IÓN‐IÓN (puente salino) 

iones de igual o distinta carga: atracción o repulsión. 

Ley de Coulomb  Enzimas y sustrato. 

Aac y proteínas 

ión‐dipolo  Ión + molécula polar  Solvatación Agua de hidratación 

NaCl + H2O Proteínas+ H2O 

Ión‐dipolo inducido 

Ión+ molécula no polar 

Ión distorsiona nube electrónica, e induce dipolo transitorio 

Unión del O2 al Fe de la hemoglobina. 

Hidrofóbicas  Molécula lipídica + agua 

Asociación de moléculas 

hidrofóbicas (minimiza contacto 

con agua). 

Bicapa lipídica. Micelas. 

Aac dentro de proteína globulares. 

Van der Waals a) Puente H 

Entre moléculas polares 

Interaccionan los polos (+) de una 

molécula, con los (–) de otra. 

H2O, FH, NH3. 

b) dipolo‐dipolo inducido 

Molécula polar + molécula no polar 

La carga de la molécula polar 

induce un dipolo en molécula no polar. 

Disolución de gases (O2, N2, CO2) en 

agua. 

c) Dipolo instantáneo‐dipolo inducido (Fuerzas de 

Moléculas no polares  Formación de un dipolo instant. en una 

Gases nobles en estado líquido, o 

licuarse como O2 y