Una fuerza intermolecular ( FMI ) (o fuerza secundaria ) es la fuerza que media en la interacción entre moléculas, incluidas las fuerzas electromagnéticas de atracción o repulsión que actúan entre átomos y otros tipos de partículas vecinas, por ejemplo, átomos o iones . Las fuerzas intermoleculares son débiles en relación con las fuerzas intramoleculares , las fuerzas que mantienen unida una molécula. Por ejemplo, el enlace covalente , que implica compartir pares de electrones entre átomos, es mucho más fuerte que las fuerzas presentes entre moléculas vecinas. Ambos conjuntos de fuerzas son partes esenciales de los campos de fuerza que se utilizan con frecuencia enmecánica molecular .
La investigación de las fuerzas intermoleculares parte de observaciones macroscópicas que indican la existencia y acción de fuerzas a nivel molecular. Estas observaciones incluyen el comportamiento termodinámico de gas no ideal reflejado por los coeficientes viriales , la presión de vapor , la viscosidad , la tensión superficial y los datos de absorción.
La primera referencia a la naturaleza de las fuerzas microscópicas se encuentra en el trabajo de Alexis Clairaut Théorie de la figure de la Terre, publicado en París en 1743. [1] Otros científicos que han contribuido a la investigación de las fuerzas microscópicas incluyen: Laplace , Gauss , Maxwell y Boltzmann .
La información sobre las fuerzas intermoleculares se obtiene mediante mediciones macroscópicas de propiedades como datos de viscosidad, presión, volumen y temperatura (PVT). El vínculo con los aspectos microscópicos está dado por los coeficientes viriales y los potenciales de Lennard-Jones .
Un enlace de hidrógeno es una forma extrema de enlace dipolo-dipolo, que se refiere a la atracción entre un átomo de hidrógeno que está unido a un elemento con alta electronegatividad , generalmente nitrógeno , oxígeno o flúor [2] y otro de estos mismos elementos. El enlace de hidrógeno a menudo se describe como una fuerte interacción electrostática dipolo-dipolo. Sin embargo, también tiene algunas características del enlace covalente: es direccional, más fuerte que una fuerza de interacción de van der Waals , produce distancias interatómicas más cortas que la suma de sus radios de van der Waals, y por lo general implica un número limitado de compañeros de interacción, lo que puede interpretarse como una especie de valencia . El número de enlaces de hidrógeno formados entre moléculas es igual al número de pares activos. La molécula que dona su hidrógeno se denomina molécula donadora, mientras que la molécula que contiene un par solitario que participa en el enlace H se denomina molécula aceptora. El número de pares activos es igual al número común entre el número de hidrógenos que tiene el donante y el número de pares solitarios que tiene el aceptor.
Aunque ninguno de los dos se muestra en el diagrama, las moléculas de agua tienen dos pares activos, ya que el átomo de oxígeno puede interactuar con dos hidrógenos para formar dos enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno intermoleculares son responsables del alto punto de ebullición del agua (100 °C) en comparación con los otros hidruros del grupo 16 , que tienen poca capacidad para formar enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno intramoleculares son en parte responsables de las estructuras secundaria , terciaria y cuaternaria de proteínas y ácidos nucleicos . También juega un papel importante en la estructura de los polímeros , tanto sintéticos como naturales. [3]