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Número 10-12 - Instituto de Historia de la Medicina y de la Ciencia ...

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tienen un valor mínimo (véase fig. 1). So<strong>la</strong>mente<br />

sufre una limitación este concepto molecu<strong>la</strong>r cuando<br />

se aplica a gases comprimidos y en especial a<br />

cristales, en los cuales <strong>la</strong>s distancias intermolecu<strong>la</strong>res<br />

son so<strong>la</strong>men~e el do~le <strong>de</strong> <strong>la</strong>s distancias internucleares<br />

(1-2 A) Y se <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>n entre el<strong>la</strong>s<br />

u<br />

¡<br />

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~----~--'~~r'~"----.. _~-=_·~--~-=--=-·=--=--=·=-·=--=·=·-=·-=-~. ~r~<br />

Fig. 1<br />

fuerzas <strong>de</strong> Van <strong>de</strong>l' Waals. Sin embargo, en <strong>la</strong><br />

mayoría <strong>de</strong> los casos, conservan <strong>la</strong>s molécu<strong>la</strong>s su<br />

carácter in<strong>de</strong>pendiente aún cuando actúan esas<br />

fuerzas. ' '<br />

Se han efectuado varios intentos <strong>de</strong> sistemati-,<br />

zacióp <strong>de</strong> tip~s, <strong>de</strong> unión, <strong>la</strong> mayoría con criterios<br />

poco amplios y ,sin abarcar todas <strong>la</strong>s c<strong>la</strong>ses <strong>de</strong><br />

fuerzas <strong>de</strong> -- atracción, que pue<strong>de</strong>n existir entre.<br />

átomos y molécu<strong>la</strong>s. Tan sólo una dE) <strong>la</strong>s c<strong>la</strong>sificaciones,<br />

<strong>la</strong> <strong>de</strong> Briegleb, abarca casi todas <strong>la</strong>s<br />

posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> ~unión y a el<strong>la</strong> nos referiremos<br />

seguidamente. ' - ,<br />

'<br />

Briegleb, al c<strong>la</strong>sificar <strong>la</strong>s fuerzas <strong>de</strong> unión entre<br />

átomos y molécu<strong>la</strong>s <strong>la</strong>s 'divi<strong>de</strong> en los, casos<br />

extremos siguientes:<br />

- - a) Efectos <strong>de</strong> alteración <strong>de</strong> <strong>la</strong> mecánica cuántica.<br />

,<br />

a) <strong>de</strong> primer or<strong>de</strong>n: Covalencia (pl'oporcio-.<br />

nal a e- kr ). "<br />

(J) <strong>de</strong> segundo or<strong>de</strong>n: Efectos <strong>de</strong> dispersión<br />

<strong>de</strong> London S<strong>la</strong>ter (proporcionales a 1/r6).<br />

b)Valencia iónica. '-, ' .<br />

c) Orientación <strong>de</strong> cargas que se suponen son<br />

fijas (agrupadas en or<strong>de</strong>n según sistemas po<strong>la</strong>res)"<br />

a) Orientación ion-ion en re<strong>de</strong>s cristalinas y<br />

en soluciones <strong>de</strong> electrolitos (ver' trabajos <strong>de</strong><br />

Kossel y Debye-Hückel).' (Fuerzas <strong>de</strong> Coulomb<br />

proporcionales a 1/r2). ' '<br />

- tJ) Orientación dipolo~dipolo o riltlltipolo, respectivamente.<br />

(Proporcionales a' 1/r2). '<br />

CIENCIA<br />

--------------------------<br />

y) Orientación dipolo-dipolo (proporcionales<br />

a l/rl). (Dipolo-multipolo o multipolo-multipolo).<br />

d) Inducción <strong>de</strong> sisteinas po<strong>la</strong>rizables:<br />

a) Por iones (proporcionales a l/r).<br />

(3) Por dipolos (proporcionales a 1/r6).<br />

y) Por multipolos superiores.<br />

Está hecha <strong>la</strong> c<strong>la</strong>sificación <strong>de</strong> Briegleb mediante<br />

estudios experimentales efectuados por gran<br />

número <strong>de</strong> investigadores (Hertel, Hund, Herzberg,<br />

Dunckely Wolf, Sponer, Heitler, Van Arkel,<br />

De Bocr, Kossel, Lewis, Pauling, Sidgwick, etc.)<br />

y tomando como bases consi<strong>de</strong>raciones puramente<br />

físicas que explicaremos en forma superficial a.<br />

continuación:<br />

Se supone para facilitar todas <strong>la</strong>s consi<strong>de</strong>raciones,<br />

que los átomos son esferas elásticas constituídas<br />

por cargas eléctricas positivas y negativas<br />

en igual número (átomo <strong>de</strong> Bohr-Sommel'­<br />

feld) , lo que hace que el<strong>la</strong>s se neutralicen y que<br />

t.anto los átomos como <strong>la</strong> unión <strong>de</strong> ellos (molécu<strong>la</strong>s),<br />

no tengan carga <strong>de</strong> cualquier signo en exceso.<br />

Hay diferentes tipos <strong>de</strong> fuerzas que pue<strong>de</strong>n ser<br />

ejercidas entre particu<strong>la</strong>s aparentemente neutras<br />

y en el caso <strong>de</strong> los átomos o molécu<strong>la</strong>s, <strong>de</strong>bido<br />

a que <strong>la</strong> distribución <strong>de</strong> sus cargas no es totaltuente<br />

simétrica se origina <strong>la</strong> formación <strong>de</strong> potenciales<br />

<strong>de</strong> atracción y <strong>de</strong> repulsión entre el<strong>la</strong>s.<br />

Es posible representar a los potenciales <strong>de</strong><br />

interacción (superposición <strong>de</strong> una fuerza <strong>de</strong> atracción<br />

(,1 y<strong>de</strong> una fuerza <strong>de</strong> repulsión 02) por <strong>la</strong> expresión<br />

JL!... - J!!.. en d~n<strong>de</strong> gl y g3, n Y m son<br />

rn rm , ' ,<br />

valores constantes para un caso <strong>de</strong>terminado. '<br />

. Estos tipos <strong>de</strong> interacción no <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />

orientación <strong>de</strong> . <strong>la</strong>s molécu<strong>la</strong>s -y <strong>de</strong>be suponerse,<br />

por lo tanto, que se ha tomado como 'base uria<br />

orientaci6n media, o bien, que estamos tratando<br />

con partícu<strong>la</strong>s esféricas (que será el caso <strong>de</strong> molécu<strong>la</strong>s<br />

i<strong>de</strong>ales como <strong>la</strong>s <strong>de</strong> los gases raros). Es difícil<br />

en <strong>la</strong> mayoría <strong>de</strong> los casos <strong>de</strong>terminar los valores<br />

<strong>de</strong> los parámetros gl y g2, n y, ni y <strong>la</strong> forma<br />

más práctica para hacerlo, parece ser <strong>la</strong> <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>da<br />

por Len n ard-Jones , que con::;iste en calcu<strong>la</strong>r<br />

<strong>la</strong>s variaciones <strong>de</strong>l segundo coeficiente virial con <strong>la</strong><br />

temperatura (B=RTb-a) para varios valores <strong>de</strong><br />

m y <strong>de</strong> n; comparando los datos experimentales es<br />

posible algunas veces seleccionar valores que sean<br />

los que más concuer<strong>de</strong>n con <strong>la</strong> teoría y con <strong>la</strong><br />

prll'ctica. ,Así se ha encontrado que los valores más<br />

representativos para <strong>la</strong>s potenciales <strong>de</strong> <strong>la</strong> molécu<strong>la</strong><br />

<strong>de</strong> Helio, son-n = 14 1 1a y m = 5. ,Calcu<strong>la</strong>ndo<br />

<strong>de</strong>spués gl y 02, obtendremos -respectivamente los<br />

siguientes datos: 2,35XlO- u6 y 2,33 X <strong>10</strong>- 14 .<br />

La interacción <strong>de</strong>'esas fuerzas <strong>de</strong> atracción y<br />

<strong>de</strong> repulsión, es <strong>la</strong> que <strong>de</strong>termina <strong>la</strong> función potencial<br />

entre los átomos o molécu<strong>la</strong>s. " ,<br />

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