Definición de

Fuerzas de Van der Waals

Las fuerzas de Van der Waals son interacciones entre moléculas, según se estudia en el ámbito de la fisicoquímica. Esta clase de fuerzas intermoleculares se caracterizan por presentar anisotropía (condición que marca que sus propiedades dependen de qué orientación tengan las moléculas) y se bautizaron con el apellido de un destacado físico y profesor de origen neerlandés. Ese hombre (inmortalizado asimismo mediante un asteroide y de un cráter lunar que llevan su apellido), al trabajar en la llamada ecuación de estado de Van der Waals fue el primero en hacer foco en las ya citadas fuerzas de Van der Waals.

Esa investigación científica en particular le permitió a Johannes Diderik Van der Waals, tal la identidad completa de este prestigioso experto que nació en 1837 y falleció en 1923, ser condecorado en 1910 con el Premio Nobel de Física. Su legado más sobresaliente gira en torno a sus estudios y hallazgos acerca de la relación existente entre la temperatura, la presión y el volumen tanto de líquidos como de gases. En el desarrollo de la ecuación de estado nombrada en su honor se contempló una versión modificada de la ley de los gases ideales a fin de conseguir una aproximación, lo más precisa posible, a cómo se comportan los gases reales.

Fuerzas intermoleculares

En comparación con un enlace químico normal, las fuerzas de Van der Waals (grupo conformado por las fuerzas de Keesom, Debye y London) resultan más débiles.

Si tienes solo unos segundos, lee estos puntos claves:
  • Las fuerzas Van der Waals son distintas a las fuerzas responsables de un enlace metálico, iónico o covalente.
  • Estas fuerzas tienen que ver con la polaridad, que influye en propiedades como punto de ebullición, solubilidad o las fuerzas intermoleculares.
  • Las fuerzas Van der Waals son esenciales en campos como biología estructural, química supramolecular y nanotecnología, e influyen en propiedades de compuestos orgánicos.
  • Gracias a avances tecnológicos, recientemente se ha logrado medir estas fuerzas en átomos individuales usando un microscopio de fuerza atómica.

Tipos de fuerzas de Van der Waals

Para poder saber cuáles y cómo son los distintos tipos de fuerzas de Van der Waals primero hay que tener en cuenta que entran en juego en este contexto fuerzas de atracción como así también fuerzas de repulsión. Al analizarlas se advierte que son diferentes respecto a aquellas responsables de la generación de un enlace metálico, iónico o covalente de carácter reticular o de una atracción de índole electrostática que involucra a iones y a diversas moléculas.

Además, es útil saber que existe una propiedad denominada polaridad que está estrechamente vinculada a variables como el punto de ebullición, la solubilidad, el punto de fusión y las fuerzas intermoleculares como el caso de las de Van der Waals. ¿Por qué es necesario saber de qué se trata la polaridad? Porque conduce a distinguir entre una molécula polar (con átomos cuya electronegatividad difiere) y una apolar (cuyos átomos, al presentar una misma electronegatividad, consiguen un mismo poder de atracción respecto a los electrones presentes en el enlace). Cabe mencionar que, en ocasiones, se detectan moléculas que, pese a no ser polares, reúnen átomos de electronegatividad distinta.

Con estos datos resulta sencillo comprender que entre moléculas polares hay interacciones dipolo-dipolo que se definen como fuerzas de Keesom (en reconocimiento al científico neerlandés Willem Hendrik Keesom); que las fuerzas de Debye (catalogadas así en memoria de Petrus Josephus Wilhelmus Debye) son de atracción y tienen la particularidad de marcar una interacción que abarca a dos dipolos, uno permanente y otro inducido de perfil transitorio (como ocurre con las fuerzas pertenecientes a moléculas de tetracloruro de carbono y las de agua); y que las fuerzas de London (que recuerdan los aportes de Fritz Wolfgang London), englobadas en el conjunto de las fuerzas de dispersión, se caracterizan por la debilidad de las interacciones que involucran a moléculas apolares.

Investigación científica

Las fuerzas de Van der Waals son relevantes dentro de la naturaleza y disciplinas científicas como la Física y la Química, por ejemplo.

Puede servirte: Enlace metálico

Aplicaciones

Las fuerzas de Van der Waals tienen aplicaciones en una amplia variedad de fenómenos y procedimientos de los campos de la tecnología y la ciencia. Resultan clave, por ejemplo, para la biología estructural, la química supramolecular y la nanotecnología.

Además, influyen en el rasgo químico de numerosos compuestos orgánicos y, en alcoholes inferiores, marcan la solubilidad. Por otra parte, resulta sumamente curioso saber que los pequeños reptiles conocidos como gecos, al igual que sucede con las arañas, se benefician con la fuerza de Van der Waals para desplazarse con la capacidad de adherirse a las superficies. Dentro del medioambiente, tal como se desprende de estas descripciones y de observar la realidad, estas fuerzas adquieren un rol notable también en procesos de condensación, cohesión y fricción.

No se puede pasar por alto que, incluso, se tiene en cuenta a las fuerzas de Van der Waals a la hora de manipular nanomateriales y al diseñar fármacos.

Ciencia

Las fuerzas de Van der Waals dan cuenta de una serie de débiles interacciones intermoleculares que se producen entre superficies, moléculas y átomos.

Ver también: Fricción

Novedades y desafíos en torno a las fuerzas de Van der Waals

Al incrementarse el interés científico por las características y alcances de las fuerzas de Van der Waals se multiplican y profundizan investigaciones, hipótesis, teorías y hallazgos. Así, pues, van surgiendo tanto novedades como desafíos que se relacionan con las oportunidades que se presentan en cuanto al aprovechamiento y conocimiento de estas fuerzas intermoleculares que pueden seguir examinándose, por ejemplo, gracias a la ingeniería de isótopos.

Gracias a los avances tecnológicos y los constantes esfuerzos de expertos en Física, por otra parte, hace apenas unos años se ha podido realizar, apelando a un microscopio de fuerza atómica empleado a una temperatura baja, la primera medición de fuerzas de Van der Waals en átomos individuales.

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Cómo citar este artículo Publicado por Verónica Gudiña, el 19 de enero de 2024. Fuerzas de Van der Waals - Qué son, definición, tipos y aplicaciones. Disponible en https://definicion.de/fuerzas-de-van-der-waals/
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