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En este artículo hablaremos de las fuerzas de dispersión de Londres, las más débiles. Aprenderemos cómo funcionan estas fuerzas, qué propiedades tienen y qué factores afectan a su fuerza.
- Este artículo trata el tema de las fuerzas de dispersión de Londres .
- En primer lugar, definiremos las fuerzas de dispersión de Londres.
- A continuación, observaremos diagramas para ver lo que ocurre a nivel molecular.
- Después conoceremos las propiedades de las fuerzas de dispersión y qué factores influyen en ellas.
- Por último, veremos algunos ejemplos para consolidar nuestra comprensión del tema.
Definición de las fuerzas de dispersión de Londres
Las fuerzas de dispersión de London son una atracción temporal entre dos átomos adyacentes. Los electrones de un átomo son asimétricos, lo que crea un dipolo temporal. Este dipolo provoca undipolo inducido por en el otro átomo, lo que da lugar a la atracción entre ambos.
Cuando una molécula tiene un dipolo, sus electrones están distribuidos de forma desigual, por lo que tiene un extremo ligeramente positivo (δ+) y otro ligeramente negativo (δ-). Un dipolo temporal está causado por el movimiento de los electrones. Un dipolo inducido es cuando se forma un dipolo en respuesta a un dipolo cercano.
Las fuerzas de atracción que existen entre moléculas neutras son de tres tipos: enlace de hidrógeno, fuerzas dipolo-dipolo y fuerzas de dispersión de London. En concreto, las fuerzas de dispersión de London y las fuerzas dipolo-dipolo son tipos de fuerzas intermoleculares que se incluyen bajo el término general de fuerzas de van der Waals.
Tabla 1: Tipos de interacciones intermoleculares:
| Tipo de interacción: Intermolecular | Rango de energía (kJ/mol) |
| van der Waals (London, dipolo-dipolo) | 0.1 - 10 |
| Enlace de hidrógeno | 10 - 40 |
Enlace dehidrógeno: fuerza de atracción entre un átomo fuertemente electronegativo, X, unido a un átomo de hidrógeno, H, y un par solitario de electrones en otro átomo pequeño y electronegativo, Y. Los enlaces de hidrógeno son más débiles (intervalo: 10 kJ/mol - 40 kJ/mol) que los enlaces covalentes (intervalo: 209 kJ/mol - 1080 kJ/mol) y los enlaces iónicos (intervalo: energía de red - 600 kJ/mol a 10.000 kJ/mol), pero más fuertes que las interacciones intermoleculares. Este tipo de enlace está representado por:
-X-H...Y-
donde, los guiones sólidos, -, representan enlaces covalentes, y los puntos, ..., representan un enlace de hidrógeno.
Fuerza dipolo-dipolo - fuerza intermolecular atractiva que hace que las moléculas que contienen dipolos permanentes se alineen de extremo a extremo, de modo que el extremo positivo de un dipolo determinado de una molécula interactúa con el extremo negativo de un dipolo de una molécula adyacente.
Enlace covalente - enlace químico en el que se comparten electrones entre átomos.
Electronegatividad - medida de la capacidad de un átomo determinado para atraer electrones hacia sí.
Para comprender mejor estas definiciones, veamos algunos diagramas.
Diagrama de las fuerzas de dispersión de London
Las fuerzas de dispersión de London se deben a dos tipos de dipolos: temporales e inducidos.
Empecemos por ver qué ocurre cuando se forma un dipolo temporal.
Fig. 2: El movimiento de los electrones da lugar a un dipolo temporal. StudySmarter Original.
Los electrones de un átomo están en constante movimiento. A la izquierda, los electrones están distribuidos de forma uniforme/simétrica. Como los electrones se mueven, en ocasiones serán asimétricos, lo que da lugar a un dipolo. El lado con más electrones tendrá una carga ligeramente negativa, mientras que el lado con menos electrones tendrá una carga ligeramente positiva. Esto se considera un dipolo temporal, ya que el movimiento de los electrones provoca un cambio constante entre las distribuciones simétrica y asimétrica, por lo que el dipolo no durará mucho.
Pasemos ahora al dipolo inducido:
Fig. 3: El dipolo temporal provoca un dipolo inducido en una molécula neutra. Original de StudySmarter.
El dipolo temporal se acerca a otro átomo/molécula que tiene una distribución uniforme de electrones. Los electrones de ese átomo/molécula neutro serán atraídos hacia el extremo ligeramente positivo del dipolo. Este movimiento de electrones provoca un dipolo inducido.
Un dipolo inducido es técnicamente lo mismo que un dipolo temporal, salvo que uno es "inducido" por otro dipolo, de ahí el nombre. Este dipolo inducido también es temporal, ya que al alejar las partículas entre sí desaparecerá, puesto que la atracción no es lo suficientemente fuerte.
Propiedades de las fuerzas de dispersión de London
Las fuerzas de dispersión de London tienen tres propiedades principales:
- Débil (La más débil de todas las fuerzas entre moléculas)
- Causadas por desequilibrios temporales de electrones
- Presentes en todas las moléculas (polares o no polares)
Factores de las fuerzas de dispersión de London
Hay tres factores que afectan a la fuerza de estas fuerzas:
- Tamaño de las moléculas
- Forma de las moléculas
- Distancia entre las moléculas
El tamaño de una molécula está relacionado con su polarizabilidad.
La polarizabilidad describe la facilidad con la que puede alterarse la distribución de electrones dentro de una molécula.
Los is ómeros son moléculas que tienen la misma fórmula química, pero diferente geometría molecular.
Fig. 4: El neopentano es menos "accesible", por lo que es un gas, mientras que el n-pentano es más accesible, por lo que es un líquido. StudySmarter Original.
Ejemplos de fuerzas de dispersión de Londres
Ahora que lo hemos aprendido todo sobre las fuerzas de dispersión de London, ¡es hora de trabajar en algunos problemas de ejemplo!
¿Cuál de los siguientes tendrá las fuerzas de dispersión más fuertes?
a) He
b) Ne
c) Kr
d) Xe
El factor principal aquí es el tamaño. El xenón (Xe) es el mayor de estos elementos, por lo que tendrá las fuerzas más fuertes.
Para comparar, sus puntos de ebullición (por orden) son -269 °C, -246 °C, -153° C, -108° C. A medida que los elementos se hacen más grandes, sus fuerzas son más fuertes, por lo que están más cerca de ser líquidos que los que son más pequeños.
Entre los dos isómeros, ¿cuál tiene las fuerzas de dispersión más fuertes?
Fig. 5: Isómeros del C6H12. StudySmarter Original.
Como se trata de isómeros, tenemos que centrarnos en su forma. Si pusiéramos un átomo en cada uno de sus puntos de contacto, tendría este aspecto:
Fig. 6: El ciclohexano tiene más puntos de contacto. StudySmarter Original.
Basándonos en esto, podemos ver que el ciclohexano tiene más puntos de contacto. Esto significa que tiene las fuerzas de dispersión más fuertes.
Como referencia, el ciclohexano tiene un punto de ebullición de 80,8 °C, mientras que el 4-metil-1-penteno tiene un punto de ebullición de 54 °C. Este punto de ebullición más bajo sugiere que es más débil, ya que es más probable que pase a la fase gaseosa que el ciclohexano.
Fuerzas de dispersión de London - Puntos clave
- Las fuerzas de dispersión de London son una atracción temporal entre dos átomos adyacentes. Los electrones de un átomo son asimétricos, lo que crea un dipolo temporal. Este dipolo provoca un dipolo inducido en el otro átomo, lo que provoca la atracción entre ambos.
- Cuando una molécula tiene un dipolo, sus electrones están distribuidos de forma desigual, por lo que tiene un extremo ligeramente positivo (δ+) y otro ligeramente negativo (δ-). Un dipolo temporal está causado por el movimiento de los electrones. Un dipolo inducido es cuando se forma un dipolo en respuesta a un dipolo cercano.
- Las fuerzas de dispersión son débiles y están presentes en todas las moléculas
- La polarizabilidad describe la facilidad con la que puede alterarse la distribución de electrones dentro de una molécula.
- Los isómeros son moléculas que tienen la misma fórmula química, pero una orientación diferente.
- Las moléculas más grandes y/o con más puntos de contacto tienen fuerzas de dispersión más fuertes.
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