¿Qué son las fuerzas dipolo?
Las fuerzas dipolares describen una forma de interacción que puede ocurrir entre las moléculas. Al igual que los imanes, las moléculas son a menudo polares; tienen cargas positivas y negativas en diferentes lados según su estructura molecular. La parte positiva de una molécula puede atraer la parte negativa de otra, uniéndolas. Hay dos tipos diferentes de fuerzas dipolares; algunos son permanentes y otros solo duran un instante. Ambos tipos tienen un impacto significativo en las interacciones entre las moléculas.
Las fuerzas dipolo temporales e instantáneas se conocen como fuerzas de dispersión de Londres. Los electrones en los átomos son muy móviles y pueden alinearse de tal manera que se produzca un dipolo temporal, o la separación de las cargas positivas y negativas. Cuando esto le sucede a múltiples moléculas al mismo tiempo, pueden ocurrir breves fuerzas atractivas o repulsivas. Este proceso se basa en la probabilidad de que la disposición de electrones en un átomo o molécula dada exista de una manera específica en un momento específico. Las fuerzas de dispersión de Londres, a pesar de su relativa escasez en átomos y moléculas individuales, son significativas porque el número masivo de átomos o moléculas típicamente presentes en una sustancia dada casi garantiza que al menos algunos de ellos interactuarán a través de dipolos instantáneos.
Las fuerzas dipolares permanentes se conocen como interacciones dipolo-dipolo o interacciones Keesom y existen entre moléculas polares. Una molécula tiende a tener un dipolo permanente cuando está compuesta de átomos que tienen diferentes valores de electronegatividad. La electronegatividad es una propiedad de los átomos o moléculas que describe su capacidad para atraer electrones hacia sí mismos y formar enlaces con otros átomos o moléculas. Cuando los átomos con diferentes valores de electronegatividad se unen y forman moléculas, tienden a tener cargas permanentes y diferentes en diferentes partes de sus estructuras. Cuando las moléculas con dipolos permanentes están cerca de otras moléculas con dipolos permanentes, hay muchas interacciones fuertes, atractivas y repulsivas entre las partes polares de las moléculas.
Los enlaces de hidrógeno son un tercer tipo de interacción intermolecular causada por las fuerzas dipolo y son otra forma de interacciones dipolo permanentes. Solo pueden ocurrir entre hidrógeno y otro átomo, de ahí el nombre. El otro átomo puede ser oxígeno, flúor o nitrógeno. Los enlaces de hidrógeno son esencialmente una forma más fuerte de interacciones dipolo-dipolo.
Los enlaces de hidrógeno son probablemente los más importantes de los diferentes tipos de fuerzas dipolares debido a sus efectos sobre el agua. Las moléculas de agua son muy polares debido a sus disposiciones electrónicas, y tienden a exhibir una gran cantidad de enlaces de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno en una molécula de agua pueden interactuar con los átomos de oxígeno en otras moléculas de agua. Este grado de atracción le da al agua muchas de las propiedades necesarias para su papel vital en el medio ambiente de la Tierra, como la cohesión y un alto punto de ebullición. Se necesita una cantidad significativa de energía para superar los enlaces de hidrógeno, lo que brinda una gran estabilidad en un entorno que está compuesto principalmente de agua.