i forces de van der Waals | enciclopèdia.cat
Gran enciclopèdia catalana

forces de van der Waals

substantiu femeníf
Química
química física quím fís
Denominació genèrica de les forces, diferents de les que condueixen a l’enllaç químic, existents entre àtoms, entre molècules o entre àtoms i molècules.

Llur existència, postulada per J.D.van der Waals l’any 1873, permeté un estudi sistemàtic de les propietats físiques dels líquids i dels gasos (equació de van der Waals). Conceptualment, sovint és difícil de distingir-les d’altres interaccions enllaçants, bé que, energèticament, són molt diferents. Així, mentre que l’enllaç químic té energies de l’ordre de l’electronvolt, les forces de van der Waals tenen associades energies de l’ordre dels 10-3eV. Quan hom les representa en funció de la distància interatòmica o intermolecular, donen lloc a gràfics del tipus

Per a distàncies superiors a R0 (radi de van der Waals) són sempre atractives, mentre que per a distàncies inferiors poden arribar a ésser repulsives per la interpenetració dels núvols electrònics. En sentit estricte, les forces de van der Waals són les corresponents a la regió atractiva. Llur existència origina les desviacions a la llei dels gasos perfectes i és responsable, en darrer terme, de la tensió superficial, el fregament, els canvis de fase, la cohesió d’una gran varietat de sòlids, la viscositat i l’efecte Joule-Thomson. L’origen físic d’aquestes forces restà inexplicat fins l’any 1920, que Debye les atribuí a la presència d’uns multipols permanents en una de les estructures i la inducció, per part d’aquests, de multipols en l’altra estructura. Posteriorment, Keesom les atribuí a l’alineació de multipols permanents. L’explicació més completa de llur origen, ja que permetia d’explicar les interaccions entre àtoms o molècules simètriques, com és ara els gasos rars, fou feta per F.London l’any 1930 mitjançant les anomenades forces de dispersió, de caràcter atractiu, originades, d’acord amb la mecànica quàntica, pel gir en fase dels electrons de les dues estructures, i que depenen inversament de la sisena potència de la distància interatòmica, pel qual fet es manifesten únicament a distàncies molt petites. Les forces de van der Waals no són centrals, excepte en el cas de molècules simètriques, i depenen de l’orientació de les molècules. Llur avaluació numèrica és realitzada generalment per mètodes semiempírics, i hom ha fet càlculs ab initio únicament per als sistemes més senzills, com, per exemple, l’heli-heli.

Col·laboració: 
MPB / AMeP
Llegir més...