Wiązanie van der Waalsa
Cząsteczki wody w wodzie w stanie ciekłym są przyciągane do siebie przez siły elektrostatyczne, które zostały opisane jako siły van der Waalsa lub wiązania van der Waalsa. Chociaż cząsteczka wody jako całość jest elektrycznie obojętna, rozkład ładunku w cząsteczce nie jest symetryczny i prowadzi do momentu dipolowego – mikroskopowego oddzielenia dodatnich i ujemnych centrów ładunku. Prowadzi to do przyciągania netto między takimi polarnymi cząsteczkami, co znajduje wyraz w spójności cząsteczek wody i przyczynia się do lepkości i napięcia powierzchniowego. Być może można uczciwie powiedzieć, że siły van der Waalsa są tym, co utrzymuje wodę w stanie ciekłym, dopóki mieszanie termiczne nie stanie się wystarczająco gwałtowne, aby zerwać wiązania van der Waala w temperaturze 100 ° C. Podczas chłodzenia, resztkowe siły elektrostatyczne między cząsteczkami powodują, że większość substancji topi się i ostatecznie zestala (z wyjątkiem helu, który nigdy nie staje się ciałem stałym pod ciśnieniem atmosferycznym).
Wiązanie wodorowe jest przykładem wiązania van der Waalsa co ma ogromne znaczenie dla właściwości wody i jej zachowania w biochemii. Jest to przypisywane oddziaływaniom dipol-dipol z wiązaniami między wodorem a innymi atomami. Wodór będzie nieznacznie dodatni w stosunku do drugiego atomu w wiązaniu z atomami, takimi jak tlen, azot i fluor, które mają wysoką elektroujemność, mimo że sama cząsteczka będzie miała zerowy ładunek netto.
Nawet cząsteczki niepolarne doświadczają pewnego wiązania van der Waalsa, co można przypisać ich polaryzacji. Mimo że cząsteczki nie mają stałych momentów dipolowych, mogą mieć chwilowe momenty dipolowe, które zmieniają się lub oscylują w czasie. Te fluktuacje molekularnych momentów dipolowych prowadzą do przyciągania netto między cząsteczkami, co pozwala substancjom niepolarnym, takim jak czterochlorek węgla, tworzyć ciecze. Badanie pola elektrycznego dipola pokazuje, że pole elektryczne z jednego chwilowego dipola będzie miało tendencję do polaryzacji sąsiedniej cząsteczki tak, że będzie przyciągana – coś w rodzaju elektrycznego analogu do magnesu sztabkowego magnesującego spinacz do papieru, tak że będzie przyciągany do magnesu (Dzieje się tak niezależnie od tego, który biegun magnesu jest zbliżony do spinacza). Słabsze siły van der Waalsa w niepolarnych cieczach mogą objawiać się niskim napięciem powierzchniowym i niskimi temperaturami wrzenia.