15.2: Propiedades Físicas de Alcoholes; Enlace de Hidrógeno

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La comparación de las propiedades físicas de los alcoholes con las de los hidrocarburos de peso molecular comparable muestra varias diferencias llamativas, especialmente para aquellos con solo unos pocos carbonos. Los alcoholes son sustancialmente menos volátiles, tienen mayores puntos de fusión y mayor solubilidad en agua que los hidrocarburos correspondientes (ver Cuadro 15-1), aunque las diferencias se hacen progresivamente menores a medida que aumenta el peso molecular.

Cuadro 15-1: Comparación de Propiedades Físicas de Alcoholes e Hidrocarburos

La razón de estas diferencias en las propiedades físicas está relacionada con la alta polaridad del grupo hidroxilo que, cuando se sustituye en una cadena hidrocarbonada, confiere una medida de carácter polar a la molécula. Como resultado, existe una atracción significativa de una molécula por otra que es particularmente pronunciada en los estados sólido y líquido. Este carácter polar conduce a la asociación de moléculas de alcohol a través del hidrógeno bastante positivo de un grupo hidroxilo con un oxígeno correspondientemente negativo de otro grupo hidroxilo:

Este tipo de asociación se denomina “enlaces de hidrógeno” y, aunque las fortalezas de dichos enlaces son mucho menores que las de la mayoría de los enlaces químicos convencionales, siguen siendo significativas (aproximadamente\(5\) a\(10 \: \text{kcal}\) por enlace). Claramente entonces, la razón por la que los alcoholes tienen puntos de ebullición más altos que los correspondientes haluros de alquilo, éteres o hidrocarburos es porque, para que las moléculas se vaporicen, se requiere energía adicional para romper los enlaces de hidrógeno. Alternativamente, la asociación a través de enlaces de hidrógeno puede considerarse como un aumento efectivo del peso molecular, reduciendo así la volatilidad (véase también la Sección 1-3).

La solubilidad en agua de los alcoholes de menor peso molecular es pronunciada y se entiende fácilmente como resultado de enlaces de hidrógeno con moléculas de agua:

Figura 15-1). En efecto, las propiedades físicas de los alcoholes de mayor peso molecular son muy similares a las de los hidrocarburos correspondientes (Cuadro 15-1). La importancia de los enlaces de hidrógeno en la solvatación de iones se discutió en la Sección 8-7F.

Figura 15-1: Dependencia de los puntos de fusión, puntos de ebullición y solubilidades en agua de alcoholes primarios de cadena lineal\(\ce{H} \ce{-(CH_2)}_n \ce{-OH}\) en\(n\). Las flechas en la gráfica de solubilidad indican que la escala está en la ordenada derecha.

Colaboradores y Atribuciones

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."