Fuerzas de Dispersión
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1 Fuerzas de dispersión de London
Hasta ahora hemos considerado interacciones en las que existe, o bien carga neta o bien cargas parciales debida a la diferente electronegatividad de los átomos que están enlazados. Podría parecer que las moléculas que carecen de enlaces polares serían incapaces de interaccionar entre sí o con moléculas cargadas. Sin embargo, esto no es cierto. Para entenderlo hay que recordar la naturaleza mecanocuántica de los orbitales atómicos y moleculares. Realmente un orbital es un volumen alrededor del átomo que encierra una determinada probabilidad de encontrar a los electrones. En promedio, la distribución de carga electrónica coincide con el orbital de que se trate, pero en un momento determinado los electrones se pueden encontrar en cualquier lugar del espacio definido por el orbital. En resumen, a tiempos suficientemente cortos, se puede considerar que la nube electrónica fluctúa alrededor de un valor promedio:
| En promedio, la distribución de cargas es simétrica y no hay momento dipolar | A tiempos cortos la nube electrónica fluctúa, creando momentos dipolares instantáneos |
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En principio, el campo eléctrico producido por u ión o por un dipolo próximos puede distorsionar la nube electrónica de una molécula sin momento dipolar, induciendo la formación de un dipolo que se asocia a la partícula inductora. Son las interacciones ión-dipolo inducido y dipolo-dipolo inducido. Este tipo de interacciones decaen rápidamente con la distancia (la energía es proporcional a 1/r6).
Mas interesante es el hecho de que dos moléculas que carezcan completamente de carga o de momento dipolar, por ejemplo dos hidrocarburos alifáticos, pueden unirse entre sí con una intensidad significativa.
| Si dos partículas (átomos o moléculas) están suficientemente cercanas, las fluctuaciones de las nubes electrónicas se pueden influir mutuamente, oscilando en sincronía y creándose una atracción entre las partículas. |
Este tipo de atracción es universal y siempre es una fuerza de atracción. De hecho, es la fuerza responsable de que se pueda obtener helio, hidrógeno o nitrógeno líquidos o, en su caso sólidos: las moléculas diatómicas (en el caso de los gases nobles, las moléculas son monoatómicas) de estos gases, sin momento dipolar neto, se asocian entre sí a temperaturas suficientemente bajas debido a la aparición de estas fuerzas de dispersión. Pero no es necesario ir a temperaturas criogénicas: los hidrocarburos alifáticos de más de 4 carbonos son líquidos o sólidos (parafinas) a temperatura ambiente debido a que sus moléculas se asocian por este tipo de enlaces.
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