Los compuestos del carbono constituyen más del 90 % de las sustancias conocidas en la actualidad, y la mayor parte son sustancias moleculares de masa pequeña o intermedia. Hay sustancias macromoleculares de gran importancia bioquímica (proteínas, ADN, etc) y otras formadas por la unión de muchas moléculas sencillas (polímeros). Solamente hay unas pocas sustancias que forman estructuras gigantes, como sucede en los casos del grafito y el grafeno.

Fuerzas intermoleculares

Por esa razón, hay que considerar las propiedades de las sustancias moleculares. Para justificar las interacciones entre moléculas que dan lugar a sustancias en estados líquido o sólido, hay que tener en cuenta las fuerzas intermoleculares, que son de dos tipos:

- Fuerzas dispersivas, que aumentan con la masa de las moléculas, y permiten justificar la razón de que el propano sea un gas y el octano un líquido.

- Fuerzas dipolares, que se dan cuando en la molécula hay átomos como el oxígeno o el nitrógeno, que como son más electronegativos que el carbono producen un desplazamiento de los pares de electrones de enlace hacia ellos, y que las moléculas sean polares, es decir, aun siendo neutras tengan una cierta separación de cargas que las hacen interaccionar entre ellas y orientarse.

Un tipo particularmente importante de fuerza dipolar es el puente de hidrógeno, que se da en las sustancias con grupos O-H o N-H, y permite explicar la razón de que los azúcares, que tienen varios grupos -OH, sean sólidos a temperatura ambiente, y que el agua sea líquida.

En el simulador siguiente puedes ver cómo se forman puentes de hidrógeno entre moléculas de agua y entre moléculas de aminoácidos.

Solubilidad de los compuestos del carbono

Para que una sustancia se disuelva es necesario que las moléculas que la constituyen interaccionen con el agua. Para eso es necesario que sean polares o que formen puentes de hidrógeno con las moléculas de agua. Así se puede justificar que el azúcar se disuelva en agua pero el hexano (no polar) no lo haga y sea inmiscible, como sucede con el aceite.