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11.2 Fuerzas intermoleculares 469

fase sólida como la fase líquida del agua . En este capítulo aplicaremos el término “fase”
a los cambios de estado de una sustancia, así como a los sistemas que contengan más de
una fase de una sustancia. En la tabla 11.1 se registran algunas propiedades características
de las tres fases de la materia .

11.2 Fuerzas intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción entre las moléculas. Estas fuerzas
son las responsables del comportamiento no ideal de los gases, descrito en el capítulo 5.
Ejercen aún más infl uencia en las fases condensadas de la materia, es decir, en los líqui-
dos y los sólidos. A medida que desciende la temperatura de un gas disminuye la energía
cinética promedio de sus moléculas. Así, a una temperatura sufi cientemente baja, las mo-
léculas ya no tienen la energía necesaria para liberarse de la atracción de las moléculas
vecinas. En este momento las moléculas se agregan y forman pequeñas gotas de líquido.
Esta transición de la fase gaseosa a la fase líquida se conoce como condensación .
A diferencia de las fuerzas intermoleculares, las fuerzas intramoleculares mantienen
juntos los átomos de una molécula. (En el enlace químico, que estudiamos en los capítu-
los 9 y 10, participan fuerzas intramoleculares .) Estas fuerzas estabilizan las moléculas
individuales, en tanto que las fuerzas intermoleculares son las principales responsables
de las propiedades macroscópicas de la materia (por ejemplo, punto de fusión y punto de
ebullición).
Las fuerzas intermoleculares suelen ser más débiles que las intramoleculares, por ello,
se necesita menos energía para evaporar un líquido que para romper los enlaces de sus
moléculas. Por ejemplo, para evaporar 1 mol de agua en su punto de ebullición son sufi -
cientes alrededor de 41 kJ de energía; en cambio, para romper los dos enlaces O—H en
1 mol de moléculas de agua es necesario aplicar unos 930 kJ de energía. En general, los
puntos de ebullición de las sustancias refl ejan la magnitud de las fuerzas intermoleculares
que actúan entre las moléculas. En el punto de ebullición se debe suministrar sufi ciente
energía para vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas a fi n de que entren en la
fase de vapor. Si se precisa más energía para separar las moléculas de la sustancia A que
de la sustancia B es porque las moléculas de A están unidas por fuerzas intermoleculares
más fuertes; por lo tanto, el punto de ebullición de A será mayor que el de B. El mismo
principio se aplica también al punto de fusión de las sustancias . Por lo general, los puntos
de fusión de las sustancias aumentan con la intensidad de las fuerzas intermoleculares.
Para comprender las propiedades de la materia condensada es necesario entender los
diferentes tipos de fuerzas intermoleculares. Las fuerzas dipolo-dipolo , dipolo-dipolo in-
ducido y las fuerzas de dispersión integran lo que los químicos denominan fuerzas de van
der Waals , nombradas así en reconocimiento al físico holandés Johannes van der Waals
(vea la sección 5.8). Los iones y dipolos se atraen entre sí mediante fuerzas electrostáticas
conocidas como fuerzas ion-dipolo , que no son fuerzas de van der Waals. El enlace de
hidrógeno es un tipo de interacción dipolo-dipolo particularmente fuerte. Dado que sólo
unos pocos elementos participan en la formación del enlace de hidrógeno, éste se trata
como una categoría aparte. Según la fase de una sustancia, la naturaleza de los enlaces
químicos y los tipos de elementos que la componen, en la atracción total entre las molé-
culas pueden actuar distintos tipos de interacciones, como veremos en seguida.

+ – + – + –
Fuerzas dipolo-dipolo
– + – + – +
Las fuerzas dipolo-dipolo son las fuerzas de atracción entre moléculas polares , es decir,
+ – + – + –
entre moléculas que poseen momentos dipolares (vea la sección 10.2). Su origen es elec-
trostático y se pueden entender en función de la ley de Coulomb . A mayor momento di- Figura 11.1 Las moléculas
polar mayor será la fuerza. La fi gura 11.1 muestra la orientación de moléculas polares en que tienen un momento dipolar
permanente tienden a alinearse
un sólido. En los líquidos, las moléculas polares no están unidas de manera tan rígida
con las polaridades opuestas en
como en un sólido, pero tienden a alinearse de tal manera que, en promedio, las interac- la fase sólida para lograr la
ciones de atracción son máximas. atracción máxima interactiva .