Introducción
Las fuerzas intermoleculares son interacciones que ocurren entre las moléculas y que son cruciales para determinar las propiedades físicas de los compuestos.
Dentro de estas fuerzas, las fuerzas de London y las fuerzas de Van der Waals son dos tipos importantes, aunque a menudo se confunden o se consideran sinónimos.
En este artículo, exploraremos las 10 principales diferencias entre fuerzas de London y fuerzas de Van der Waals. Comprender estas diferencias es esencial para estudios en química, física y biología molecular.
Diferencias
- Definición general: Las fuerzas de Van der Waals son un término colectivo que se refiere a todas las interacciones intermoleculares débiles, incluyendo las fuerzas de London, las fuerzas dipolo-dipolo y las fuerzas dipolo inducido-dipolo inducido. Las fuerzas de London, también conocidas como fuerzas de dispersión de London, son un tipo específico de fuerzas de Van der Waals que ocurren entre moléculas no polares.
- Origen de la interacción: Las fuerzas de London surgen debido a la formación de dipolos instantáneos y temporales que inducen dipolos en moléculas vecinas. Las fuerzas de Van der Waals abarcan no solo las fuerzas de London, sino también las interacciones entre dipolos permanentes (fuerzas dipolo-dipolo) y dipolos inducidos.
- Tipo de moléculas involucradas: Las fuerzas de London actúan entre todas las moléculas, pero son especialmente significativas en moléculas no polares y átomos nobles. Las fuerzas de Van der Waals pueden involucrar tanto moléculas polares como no polares, dependiendo del tipo específico de interacción (dipolo-dipolo, dipolo inducido-dipolo inducido).
- Dependencia de la polaridad: Las fuerzas de London no dependen de la polaridad de las moléculas, ya que actúan incluso en moléculas no polares. Las fuerzas dipolo-dipolo, un tipo de fuerza de Van der Waals, dependen de la polaridad y solo ocurren entre moléculas polares.
- Fuerza de la interacción: Las fuerzas de London son generalmente más débiles que las fuerzas dipolo-dipolo, otro tipo de fuerza de Van der Waals. Sin embargo, en moléculas grandes con muchos electrones, las fuerzas de London pueden ser bastante fuertes.
- Dependencia del tamaño molecular: Las fuerzas de London aumentan con el tamaño y la masa molar de las moléculas porque un mayor número de electrones puede generar dipolos instantáneos más fuertes. Las fuerzas dipolo-dipolo, en contraste, dependen más de la magnitud de los dipolos permanentes que de la masa o tamaño de la molécula.
- Ejemplos de aplicación: Las fuerzas de London son responsables de las propiedades físicas de los gases nobles y los hidrocarburos no polares, como el metano. Las fuerzas dipolo-dipolo, otro tipo de fuerza de Van der Waals, son responsables de las propiedades físicas de los compuestos polares como el cloruro de hidrógeno (HCl).
- Presencia en compuestos biológicos: Las fuerzas de London juegan un papel crucial en la estabilización de estructuras biológicas no polares como las membranas celulares. Las fuerzas de Van der Waals en general, incluidas las dipolo-dipolo, son importantes en la estabilización de proteínas y la interacción entre moléculas biológicas polares y no polares.
- Contribución a los puntos de ebullición: Las fuerzas de London contribuyen a los puntos de ebullición y fusión de las sustancias no polares; a mayor masa molar, mayor será el punto de ebullición debido a fuerzas de London más fuertes. Las fuerzas de Van der Waals, en conjunto, afectan los puntos de ebullición de todas las sustancias, siendo particularmente notables en compuestos polares con fuerzas dipolo-dipolo.
- Estudios teóricos y experimentales: Las fuerzas de London se estudian ampliamente en el contexto de la teoría de dispersión y el modelo de electrones móviles. Las fuerzas de Van der Waals se estudian en una variedad más amplia de contextos, incluyendo teorías de interacción intermolecular, química cuántica y estudios de materiales.
Conclusión
En resumen, aunque las fuerzas de London son un tipo específico de fuerzas de Van der Waals, existen diferencias clave en su origen, dependencia de la polaridad, y fuerza de interacción.
Las fuerzas de London actúan en todas las moléculas, pero son especialmente significativas en moléculas no polares, mientras que las fuerzas de Van der Waals abarcan una gama más amplia de interacciones intermoleculares. Estas diferencias son esenciales para una comprensión completa de la química y la física de las moléculas y sus interacciones.
Para finalizar, te presentamos una tabla resumen de las diferencias:
| Característica | Fuerzas de London | Fuerzas de Van der Waals |
|---|---|---|
| Definición general | Tipo específico de fuerzas de Van der Waals | Término colectivo para todas las interacciones intermoleculares débiles |
| Origen de la interacción | Dipolos instantáneos y temporales | Incluyen dipolos instantáneos, dipolos permanentes y dipolos inducidos |
| Tipo de moléculas involucradas | Principalmente moléculas no polares y átomos nobles | Tanto moléculas polares como no polares |
| Dependencia de la polaridad | No dependen de la polaridad | Algunas dependen de la polaridad (dipolo-dipolo) |
| Fuerza de la interacción | Generalmente más débiles | Puede incluir interacciones más fuertes (dipolo-dipolo) |
| Dependencia del tamaño molecular | Aumentan con el tamaño y la masa molar | Dependencia varía según el tipo de interacción |
| Ejemplos de aplicación | Gases nobles, hidrocarburos no polares | Compuestos polares y no polares |
| Presencia en compuestos biológicos | Estabilización de estructuras no polares | Estabilización de proteínas y moléculas biológicas diversas |
| Contribución a los puntos de ebullición | Mayor masa molar, mayor punto de ebullición | Afectan los puntos de ebullición en sustancias polares y no polares |
| Estudios teóricos y experimentales | Teoría de dispersión, modelo de electrones móviles | Teorías de interacción intermolecular, química cuántica, estudios de materiales |