Química

Radio de Van der Waals

Publicado por Mónica González

Si consideramos dos átomos neutros separados por una distancia considerable, observaremos que no hay fuerzas que actúen sobre ellos. Sin embargo, si disminuimos la distancia que separa dichos átomos, observaremos que aparece una fuerza de atracción entre ellos.

Cuanto menor es la distancia, mayor es la fuerza que los atrae. Esta atracción está dada en gran parte por las fuerzas de London, que se deben a que el movimiento de la nube de electrones alrededor de un átomo o una molécula  crea un dipolo parcial temporal, dejando sobre un lado de la molécula las cargas positivas y sobre el otro lado las cargas negativas.

Estas cargas parciales temporales hacen que las moléculas se atraigan entre si. Las fuerzas de London se dan en las moléculas polares y no polares.

Pero además, en las moléculas polares, existe otra fuerza de atracción entre ellas, y es la atracción dipolo- dipolo.

Cada molécula polar tiene un dipolo negativo y uno positivo, y los dipolos de cargas distintas, de diferentes moléculas se atraen.

Sin embargo, cuando la distancia entre los átomos es muy pequeña, aparece una fuerza de repulsión, dada por las nubes de electrones de los átomos en cuestión, que se repelen por tener cargas negativas.

Se le llama radio de Van der Waals de un átomo a la distancia mínima a la cual podríamos colocar una carga negativa, sin que la nube de electrones del átomo en cuestión la rechace.

A esta distancia,  la fuerza  de London es máxima. La distancia mínima entre  dos átomos es en realidad la suma de sus radios de Van der Waals. (dado que ambos tienen electrones a su alrededor).

El radio de Van der Waals sería como la frontera del átomo, si lo imaginamos como una esfera rígida. Para aproximar dos átomos a una distancia menor que la suma de sus radios de Van der Waals se necesita realmente mucha energía, si no está enlazados covalentemente entre si.

Si consideramos  dos iones de carga distinta, éstos de atraerán con una fuerza mayor a la de London, pudiendo establecerse un enlace iónico.

El radio iónico, es decir la distancia a la cual los iones formarán un enlace, no coincide con el radio de Van der Waals del átomo neutro, siendo por lo general mayor en los aniones y menor en los cationes.

Supongamos dos átomos representados como dos esferas rígidas, cuyo radio es el radio de Van der Waals  correspondiente para cada átomo. Si éstos se enlazan covalentemente, las esferas se intersectan, ya que la distancia entre dos átomos unidos covalentemente es menor a la suma de sus radios.

Molécula de Metano: la esfera central representa el carbono, intersectadas por cuatro esferas que representan átomos de hidrógeno, unidos covalentemente

Moléculas de agua unidas por puente de hidrógeno: el puente también acerca los átomos más allá de su radio de Van der Waals.

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