Las fuerzas intermoleculares (FIM) son atracciones electrostáticas que surgen de las interacciones carga-carga entre moléculas. La fuerza de la fuerza intermolecular está influenciada por la distancia de separación entre las moléculas. Las fuerzas afectan significativamente a las interacciones entre sólidos y líquidos, donde las moléculas están juntas. En los gases, las FIM sólo son importantes en condiciones de alta presión (debido a la proximidad de moléculas de gas). Las fuerzas intermoleculares dictan las propiedades físicas de las sustancias, como su punto de fusión, punto de ebullición, densidad y entalpías de fusión y vaporización. Cuando se calienta un líquido, la energía térmica adquirida por sus moléculas supera las FIM que los mantienen en su lugar, y el líquido hierve (se convierte al estado gaseoso). Los puntos de ebullición y de fusión dependen del tipo y la fuerza de las fuerzas intermoleculares. Por ejemplo, un líquido de punto de ebullición alto, como el agua (H2O, p.e. 100 °C), exhibe fuerzas intermoleculares más fuertes en comparación con un líquido de bajo punto de ebullición, como el hexano (C6H14, p.e. 68,73 °C).
Mientras que las fuerzas intermoleculares existen entre moléculas, las fuerzas intramoleculares existen dentro de las moléculas y mantienen unidos los átomos de una molécula determinada. Las fuerzas intramoleculares mantienen intacta una molécula; un cambio en el estado de una sustancia no afecta las interacciones intramoleculares. Por ejemplo, aunque el derretimiento del hielo interrumpe parcialmente las fuerzas intermoleculares entre las moleculas sólidas de H2O, reorganizándolas y convirtiendo el hielo en agua líquida, no descompone las moleculas individuales de H2O.
Las fuerzas intramoleculares pueden ser de naturaleza iónica, covalente o metálica.
Los átomos ganan (no metales) o pierden electrones (metales) para formar iones (aniones y cationes) con configuraciones electrónicas particularmente estables. Los compuestos formados por iones se llaman compuestos iónicos (o sales), y sus iones constituyentes se mantienen unidos por enlaces iónicos: Fuerzas de atracción electrostática entre cationes y aniones con cargas opuestas. Por ejemplo, el cloruro de magnesio (MgCl2) es un compuesto iónico formado por cationes de magnesio y aniones de cloruro que se mantienen unidos por fuertes enlaces iónicos.
Un enlace covalente (no polar o polar) se forma cuando los electrones se comparten entre los átomos, y se forma una molécula. Los enlaces covalentes no polares surgen cuando los átomos comparten electrones por igual, como en el hidrógeno (H2). Los enlaces covalentes polares se forman debido a la distribución desigual de electrones; un átomo ejerce una fuerza de atracción más fuerte sobre los electrones que el otro. Un ejemplo es el cloruro de hidrógeno, HCl.
Los sólidos metálicos, como los cristales de cobre, aluminio y hierro, están formados por átomos de metal. Los átomos dentro de tal sólido metálico están unidos por una fuerza única conocida como enlace metálico que da lugar a muchas propiedades a granel útiles y variadas.
Las fuerzas intermoleculares son mucho más débiles en comparación con las fuerzas intramoleculares. Por ejemplo, para superar los EIM en un mol de HCl líquido y convertirlo en HCl gaseoso sólo se necesitan unos 17 kilojulios. Sin embargo, para romper los enlaces covalentes entre los átomos de hidrógeno y cloro en un mol de HCl se requiere aproximadamente 25 veces más energía, que es 430 kilojulios.
Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Capítulo 10: Líquidos y sólidos.
