1. Fuerzas intermoleculares (FMI):
* enlace de hidrógeno: El tipo más fuerte de FMI. Ocurre cuando el hidrógeno se une a átomos altamente electronegativos como el oxígeno, el nitrógeno o el flúor. Las moléculas que pueden formar enlaces de hidrógeno tienen puntos de fusión y ebullición significativamente más altos. (por ejemplo, agua, alcoholes)
* interacciones dipolo-dipolo: Ocurren entre las moléculas polares con dipolos permanentes. Más débiles que los enlaces de hidrógeno, pero aún así contribuyen a puntos de fusión y ebullición más altos. (por ejemplo, acetona, cloroformo)
* Fuerzas de dispersión de Londres (LDF): Presente en todas las moléculas, independientemente de la polaridad. Estas fuerzas surgen de dipolos inducidos temporales. La resistencia de los LDF aumenta con el tamaño y el peso molecular de la molécula. (por ejemplo, hidrocarburos como metano, propano, butano)
2. Forma y tamaño molecular:
* Área de superficie: Las moléculas con áreas de superficie más grandes tienen más puntos de contacto para las interacciones del FMI, lo que lleva a más puntos de fusión y ebullición.
* ramificación: Las moléculas ramificadas tienen menos área de superficie para el contacto, lo que lleva a FMI más débiles y puntos de fusión y ebullición más bajos en comparación con los isómeros no ramificados.
3. Peso molecular:
* Las moléculas más pesadas tienen LDF más fuertes, lo que resulta en más puntos de fusión y ebullición. Esto es especialmente importante para las moléculas no polares donde los LDF son la fuerza intermolecular primaria.
4. Polarizabilidad:
* La polarización se refiere a la facilidad con la que se puede distorsionar la nube de electrones de una molécula. Las moléculas más polarizables tienen LDF más fuertes, lo que lleva a puntos de fusión y ebullición más altos.
5. Estructura cristalina:
* La disposición de las moléculas en un sólido puede afectar el punto de fusión. Las estructuras cristalinas más ordenadas generalmente tienen puntos de fusión más altos.
Ejemplos ilustrativos:
* agua (h₂o): El fuerte enlace de hidrógeno da como resultado un punto de fusión y ebullición muy alto (0 ° C y 100 ° C).
* metano (CH₄): Solo LDFS, por lo que tiene un punto de fusión y ebullición muy bajo (-182 ° C y -164 ° C).
* etanol (ch₃ch₂oh): Enlace de hidrógeno, por lo que tiene un punto de fusión y ebullición más alto que el etano (Ch₃ch₃), que solo tiene LDF.
* Pentane (C₅h₁₂): Mayor peso molecular que el butano (C₄H₁₀), por lo que tiene un punto de ebullición más alto.
Resumen:
Los puntos de fusión y ebullición de una molécula están determinados por una combinación de factores, principalmente la resistencia de las fuerzas intermoleculares, el tamaño molecular y la forma. Comprender estas propiedades ayuda a predecir y explicar las propiedades físicas de las sustancias.
