Força intermolecular

Força intermolecular es referix a les interaccions que existixen entre les molèculas conforme a la seua naturalea. Generalment, la classificació és feta d'acort a la polaridad de les molècules que estan interactuant, o sobre la base de la naturalea de les molècules i dels elements que la conformen.

Un enllaç químic, són les forces que mantenen als àtoms units formant les molècules o ionés. Existixen dos tipos d'enllaços químics, els enllaços covalente (en a on els àtoms compartixen electrons) i les interaccions dèbils no covalente (interaccions dèbils entre ions, molècules i parts de molècules).

Les interaccions dèbils no covalente se'ls crida "dèbils" perque representen l'energia que mantenen unides a les espècies moleculars i que són considerablement més dèbils que els enllaços covalente. Les interaccions no covalente fonamentals són:

• La Força per pont d'hidrogen
• Les forces de Van der Waals, que podem classificar a la seua volta en:
  • ion - dipol.
  • dipol - dipol.
  • dipol - dipol induït.
  • Forces de dispersió de London conegudes com a dipol instantàneu-dipol induït.

Història

En 1967 el químic francés Jean-Marie Lehnn va desenrollar la química supramolecular per primera volta, la qual està enfocada a l'estudi i ocupació d'enllaços moleculars units a través d'interaccions no covalente, com a ponts d'hidrogen i forces de Van der Waals. Esta àrea pot vore's com una extensió de la química clàssica de l'enllaç covalente, que unix àtoms per a formar molècules, a una química de l'enllaç no-covalente, que unix molècules, i en freqüència l'etiqueten, seguint a J.-M. Lehn, senzillament com a “química més allà de la molècula”.

En comparació als enllaços covalente, les interaccions intermoleculars són dèbils i tradicionalment atrauen l'atenció dels químics en relació en processos en els quals participen grans cantitats d'espècies; per eixemple, solvatación, fenomens superficials, comportament físic de gasos a alta pressió, etcétera. No obstant, analisant alguns sistemes biològics, veem que varis processos fonamentals com la replicació, les interacciones anticòs-antígeno, la catálisis enzimàtica, es realisen en sorprenent eficiència per una acció molt ben organisada de les forces intermoleculars entre només dos molècules. El desenroll de la química supramolecular està fortament lligat als estudis de sistemes biològics, que es reflectix també en la terminologia usada en esta àrea. El descobriment de l'importància de les interaccions no-covalente per al manteniment d'estructures de molècules biològiques, i per al seu funcionament, va estimular els estudis sobre la naturalea d'estes interaccions i, per un atre costat, intents de reproduir alguns processos biològics; per eixemple, el transport iònic a través de membranes celulars o catálisis enzimàtica, en sistemes químics, varen dur al desenroll de nous principis de disseny de reactius analítics, catalisadors, fàrmacs, etcétera.

Enllaç d'hidrogen

Artícul principal → Enllaç per pont d'hidrogen.

Archiu:Hydrogen-bonding-in-water-2D.svg

El enllaç d'hidrogen ocorre quan un àtom d'hidrogen és enllaçat a un àtom fortament electronegativo com el nitrogen, l'oxigen o el flúor. L'àtom d'hidrogen posseïx una càrrega positiva parcial i pot interactuar en atres àtoms electronegativos en una atra molècula (novament, en N, O o F). Aixina mateix, es produïx un cert solapamiento entre l'H i l'àtom en que s'enllaça (N, O o F) donat el chicotet tamany d'estes espècies. Per una atra part, quant major siga la diferència d'electronegatividad entre l'H i l'àtom interactuante, més fort serà l'enllaç. Frut d'estos presuposts obtenim un orde creixent d'intensitat de l'enllaç d'hidrogen: el format en el F serà de major intensitat que el format en l'O, i este a la seua volta serà més intens que el format en el N. Estos fenomens resulten en una interacció estabilisant que manté abdós molècules unides. Un eixemple clar de l'enllaç d'hidrogen és l'aigua:

Els enllaços d'hidrogen es troben en tota la naturalea. Proveïxen a l'aigua de les seues propietats particulars, les quals permeten el desenroll de la vida en la Terra. Els enllaços d'hidrogen proveïxen també la força intermolecular que manté unides abdós bri en una molècula d'ADN.

És un tipo especial d'interacció dipol-dipol entre l'àtom d'hidrogen que està formant un enllaç polar, tal com N—H, O—H, o F—H, i un àtom electronegativo com O, N o F. Esta interacció es representa de la següent forma:

A—H•••B A—H•••A

A i B representen O, o F; A—H és una molècula o part d'una molècula i B és part d'una atra. La llínea de punts representa l'enllaç d'hidrogen.

L'energia mija d'un enllaç d'hidrogen és prou gran per a ser una interacció dipol-dipol (major de 40 KJ/mol). Açò fa que l'enllaç d'hidrogen siga una de gran importància a l'hora de l'adopció de determinades estructures i en les propietats de molts composts.

Les primeres evidències de l'existència d'este tipo d'interacció varen vindre de l'estudi dels punts d'ebullició. Normalment, els punts d'ebullició de composts que contenen a elements del mateix grup aumenten en el pes molecular. Pero, com es pot observar en la figura, els composts dels elements dels Grups 15, 16 i 17 no seguixen esta norma. Per a cada u dels grups, els composts de menys pes molecular (NH3, H2O, HF) tenen el punt d'ebullició més alt, en contra de lo que es podria esperar en principi. Això es deu a que existix algun tipo d'interacció entre les molècules en estat líquit que s'opon al pas a l'estat de vapor. Eixa interacció és l'enllaç d'hidrogen, i afecta als primers membres de la série puix són els més electronegativos, i per això l'enllaç X-H és el més polarisat, lo que induïx la major interacció per pont d'hidrogen. Els ponts d'hidrogen són especialment forts entre les molècules d'aigua i són la causa de moltes de les singulars propietats d'esta substància. Els composts d'hidrogen d'elements veí a l'oxigen i dels membres de la seua família en la taula periòdica, són gasos a la temperatura ambiente: CH4, NH3, H2S, H2Et, PH3, HCl. En canvi, el H2O és líquida a la temperatura ambiente, lo que indica un alt grau d'atracció intermolecular. En la figura es pot vore que el punt d'ebullició de l'aigua és 100 °C més alt de lo que caldria predir si no hi haguera ponts d'hidrogen. Els ponts d'hidrogen juguen també un paper crucial en l'estructura del ADN, la molècula que almagasena la herència genètica de tots els sers vius.^{cita requerida}