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Hola. Soy el Profesor Andersen y este es el curso de química esencial vídeo 16.
Trata de las fuerzas de dispersión de London que fueron identificadas por primera vez por Fritz London. De él obtuvieron
su nombre, después de desarrollada la mecánica cuántica, por cierto pueden encontrar a London
en esta foto? Vamos hablar ahora de las fuerzas en esta foto. Él doctor London está allí.
Analicemos las fuerzas que permiten que permanezcan unidos los átomos de estas personas.
Y analicemos ahora las fuerzas entre estas personas, las que las mantenían juntas en esta foto.
Evidentemente son más fuertes o intensas las fuerzas dentro del cuerpo de cada persona, las que mantienen unidos sus átomos y moléculas. Por cierto, este es el primer video de una serie de
videos que tratan sobre las interacciones entre las moléculas y dentro de las moléculas. Ahora, si pensamos en las personas
como moléculas, y las separamos un poco, las interacciones entre ellas serán las fuerzas intermoleculares.
Serán las interacciones entre esta molécula y esa otra.
Por lo general esas fuerzas intermoléculares van a
ser muy, muy débiles comparadas con las fuerzas intra moleculares, es decir las que se encuentrán dentro de la misma molécula. Y
hablaremos más sobre ellas en vídeos posteriores. Las fuerzas de dispersión de London van a
ser fuerzas de atracción. Son fuerzas intermoleculares, es decir surgen entre las moléculas sin dipolos permanentes. Y se pueden encontrar
en todos los átomos y moléculas. Todos los átomos perciben, las fuerzas de dispersión de London.
Estas fuerzas son muy importantes. Lo que las ocasiona realmente, es una distribución no homogénea momentánea alrededor del átomo. Como los electrones
se distribuyen de manera desigual, crean lo que se llama un dipolo temporal. Lo que va ocasionar es que
la molécula va a tener un dipolo temporal, es decir una carga parcial. Tendrá una zona con carga parcial positiva y otra con una carga parcial negativa. Estas zonas
se incrementarán al aumentar el área de contacto entre las moléculas. También a medida que aumenta
la polarizabilidad, que va a ser la facilidad de deformación de una molécula (squashiness). Generalmente, entre
más electrones tenga un átomo, más facilidad tendrá para ser deformado. A medida que se incrementa el tamaño molecular
se van a aumentar estas fuerzas de dispersión. Y, por último el enlace pi, que va
ser la zona en donde se traslapen los orbitales . Si tenemos más enlaces pi, se incrementan esas zonas.
Así que veamos. ¿Por qué son importantes las fuerzas de dispersión de London? Bueno, estas fuerzas están en todas las sustancias.
Por ejemplo, los gases nobles, en la fase líquida forman dímeros en bajas concentraciones, los cuales permanecen unidos por fuerzas de dispersión, esto luego de ser licuados para que estén en forma líquida.
Por lo tanto lo que permite que los átomos de Helio se encuentren en fase líquida son estas Fuerzas de Dispersión.
Por ejemplo aquí se encuentran dos átomos de Helio, que tendrán dos protones
en el interior y también dos electrones en la nube electrónica externa.
Si en un momento dado los dos átomos, se aproximan, observen lo que les sucede a sus nubes electrónicas.
Vamos a ver de nuevo. A medida que se acercan los electrones van a cambiar de posición.Observen, se alejan de su propio nucleo.
¿Qué ocasiona que los electrones se alejen de su núcleo? Los electrones están siendo atraídos por el núcleo del átomo vecino, tal
como lo predice la ley de Coulomb y los electrones de los dos átomos se repelen entre sí. Podemos observar
la repulsión entre los electrones. Y estas repulsiones generan
dos, dipolos temporales. Los cuales tienen densidades de carga positivas y negativas.
De esta manera la fuerza de dispersión de London será la conexión entre los dos átomos.
Es bastante sencillo. Esta fuerza les va permitir interaccionar momentáneamente.
Y después va a desaparecer. Pero si tenemos suficiente de estos átomos en un momento dado
en una zona y es lo suficientemente fría, es probable que se vuelva a dar. ¿Qué favorece a estas Fuerzas de Dispersión
de London? El área de contacto es una de ellas, entre más electrones se encuentren cerca
entre sí, aumenta la posibildad que se den estas fuerzas. Por ejemplo en el caso del
n-pentano (lineal) y el neopentano (2,2 dimetilpropano), los dos están formados por los mismos átomos. Pero la conformación del n-pentano
es más parecida a una columna y la conformación del neopentano es similar a una esfera. Y
como resultado, estas van a tener mayor área de superficie, es decir más área de contacto. Por lo que tendrán
mayor cantidad de fuerzas. Por lo que el punto de ebullición del n-pentano va a ser mayor que
el del neopentano ya que tiene la posiblidad de tener más Fuerzas de Dispersión de London. ¿Qué más? La polarizabilidad. La
polarizabilidad, recuerden que es la facilidad que tiene el átomo de ser deformado (squashiness). Entre mayor número de electrones tenga el átomo, mayor número de fuerzas
puede tener. Aquí tenemos una proteína. Las proteínas tienen tamaños enormes.
En la estructura terciaria de las proteínas también pueden participar fuerzas de dispersión de London. Este mismo fenómeno
va a explicar por qué, a medida que se aumenta el número atómico, en una familia (en la tabla periódica), por ejemplo veamos el caso de los halógenos.
El F y todos los halógenos tienen la misma cantidad de electrones de valencia (s2p5), pero a medida que vamos del fluor
al cloro, bromo y yodo, van a cambiar de estado físico: gas, como el fluor y el cloro
el bromo liquido, hasta el iodo solido. Y todo se va a basar en estas fuerzas de dispersion
de London. A medida que los átomos se hacen más grandes tienen más electrones. Se pueden tener electrones no apareados
cuyas cargas pueden generar dipolos. Finalmente se pueden formar enlaces pi. Esto ocasiona que los orbitales p(y) se traslapen. Con una nube que se localiza por arriba y debajo de los dos átomos enlazados.
Si se aumenta el número de enlaces pi dentro de
las moléculas, se incrementarán las fuerzas de dispersion de London. ¿A quedado claro? ¿Qué son las fuerzas de dispersión?
Son fuerzas de atraccion que encontramos en todas partes. Los electrones desapareados crean los dipolos temporales.
Recuerda lo que ocasiona estas fuerzas de dispersión: electrones no apareados, una área de contacto significativa y
la polarizabilidad que dependerá del tamaño de molécula. Y la formación de
enlaces pi. ¿Te quedó claro? ¿Podrías explicar que origina las fuerzas de dispersión en moléculas sin dipolo permanente? ¿Qué aprendiste?
Vuelvelo a ver, por si te quedaron dudas. ¡Ánimo!