Fuerzas de Van der Waals

En la química, se le da alusión a una sub-rama de la fisicoquímica denominada interacción o fuerzas de Van der Waals, que gracias a ellas podemos dar explicación a la adhesión, el rozamiento, la difusión, la tensión superficial y la viscosidad de distintos compuestos orgánicos. Por ejemplo: sabemos porque la nafta es un líquido, el metano es gas y el polietileno, que se representa como un polímero compuesto por C y por H nada más, es un sólido.

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Fuerzas intermoleculares

¿Qué son las fuerzas de Van der Waals?

En la fisicoquímica, se representa como una interacción o fuerza tanto repulsivas como atractivas entre las distintas moléculas debido a un enlace entre ellas denominado enlace intramolecular (enlace covalente de tipo molecular, enlace iónico o enlace metálico), o a la interacción de iones a través de la electrostática con molécula neutras.

Definición

Es una fuerza que se caracteriza por generar una estabilización molecular donde existe la formación de un enlace químico no covalente donde participan dos tipos de fuerzas o interacciones; una de ellas es la fuerza de dispersión representadas como una fuerza de atracción y la otra es la fuerza de repulsión entre capas electrónicas de dos átomos consecutivos.

Historia de las fuerzas de Van der Waals

En el siglo XIX, el físico estadounidense Willard Gibbs se le consideró como el padre fundador de una sub-disciplina de la química denominada, la química física o fisicoquímica donde realizo estudios sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas en el año 1876 en su publicación On the Equilibrium of heterogeneous Substances.

Las fuerzas de Van der Waals denominadas así en honor al físico neerlandés Johannes Diderik Van der Waals (1837-1923); en el año 1873 fue el pionero en introducir los efectos de las ecuaciones en estado de un gas, otorgándole el premio Nobel de física en el año 1910.

Tipos

• Orientación: es la interacción de un dipolo permanente con un dipolo permanente.
• Inducción: es la interacción de un dipolo permanente y un dipolo inducido.
• Dispersión: también conocido como fuerzas de London, es la interacción de un dipolo instantáneo con un dipolo instantáneo.

Aplicaciones de las fuerzas de Van der Waals

• Definen la solubilidad de los alcoholes inferiores.
• Definen la solubilidad de los alcoholes superiores a través de las propiedades del radical alquílico a polar.
• La interacción electroestática, también conocida como interacción de Keesom.
• La polarización electroquímica denominada inducción, esta interacción se mide en debyes en honor a Peter Debye.

Importancia

Pese que las fuerzas de Van der Waals en muchos contextos son relativamente débiles en comparación con los enlaces químicos normales, estas desempeñan un papel de amplio fundamento en la variabilidad de campos como la química supramolecular, la biología estructural, la ciencia de polímeros, la nanotecnología, la ciencia de superficie y la física de la materia condensada.

Ejemplos

Dadas las siguientes sustancias: NO, CCI₄ y C₈H₁₈

• Explica el tipo de fuerza intermolecular que presenta cada uno

NO > polares: Van der Waals

CO₄ y C₈ H₁₈> apolares: Fuerzas de London

• Indica el estado de agregación que es previsible esperar para ella en condiciones ambientales

NO > gas

CO₄ y C₈ H₁₈> líquido pues las masas moleculares son grandes 154 y 114

Fuerzas de Van der Waals en el agua

Las moléculas que se encuentran dispersas en el agua, se atraen entre sí por puntos de fuerzas electroestáticas que se describen como fuerzas de Van der Waals en superficies líquidas, en incluso, las moléculas no polares, experimentan algunas fuerzas de Van der Waals en el agua; a lo que se asocia a que son moléculas polares.