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470 CAPÍTULO 11 Fuerzas intermoleculares y líquidos y sólidos

Na + Fuerzas ion-dipolo
– +
La ley de Coulomb también explica las fuerzas ion-dipolo , las cuales atraen entre sí un
ion (ya sea un catión o un anión) y una molécula polar (fi gura 11.2). La intensidad de
I – esta interacción depende de la carga y el tamaño del ion, así como de la magnitud del
+ –
momento dipolar y el tamaño de la molécula. Las cargas en los cationes están más con-
centradas porque estos iones suelen ser más pequeños que los aniones. En consecuencia,
Figura 11.2 Dos tipos de
interacción ion-dipolo. con una carga de igual magnitud, un catión experimenta una interacción más fuerte con
los dipolos que un anión.
La hidratación, analizada en la sección 4.1, es un ejemplo de interacción ion-dipolo.
El calor de hidratación (vea la página 262) es el resultado de la interacción favorable
entre los cationes y los aniones de un compuesto iónico con el agua. La fi gura 11.3 mues-
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tra la interacción ion-dipolo entre los iones Na y Mg con una molécula de agua, la
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cual tiene un gran momento dipolar (1.87 D). Como el ion Mg tiene una carga más
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alta y un radio iónico más pequeño (78 pm) en relación con el ion Na (98 pm), su in-
teracción con las moléculas de agua es más fuerte. (En realidad cada ion en disolución
está rodeado por varias moléculas de agua.) En consecuencia, los calores de hidratación
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para los iones Na y Mg son 2405 kJ/mol y 21 926 kJ/mol, respectivamente. Existen
diferencias semejantes para los aniones con cargas y tamaños distintos.

Fuerzas de dispersión
¿Qué fuerzas de atracción se establecen entre las sustancias no polares? Para contestar
esta pregunta, analice el esquema de la fi gura 11.4. Si un ion o una molécula polar se
acerca a un átomo (o una molécula no polar), la distribución electrónica del átomo (o
molécula) se distorsiona por la fuerza que ejerce el ion o la molécula polar, dando lugar
a una clase de dipolo. Se dice que el dipolo del átomo (o molécula no polar) es un dipo-
lo inducido porque la separación de sus cargas positiva y negativa se debe a la proximi-
dad de un ion o una molécula polar. La interacción atractiva entre un ion y el dipolo
inducido se conoce como interacción ion-dipolo inducido , en tanto que la atracción entre
una molécula polar y el dipolo inducido se conoce como interacción dipolo-dipolo indu-
cido .

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No es posible medir de manera directa el calor de hidratación de los iones individuales, pero se pueden reali-
zar estimaciones confi ables.

Interacción
débil

Na +

Interacción
fuerte

Mg 2+

a) b)
1
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Figura 11.3 a) Interacción de una molécula de agua con un ion Na y con un ion Mg . b) En disolución acuosa, los iones
metálicos por lo general están rodeados por seis moléculas de agua en una distribución octaédrica.