Legătura van der Waals
Moleculele de apă din apa lichidă sunt atrase una de cealaltă de forțele electrostatice, iar aceste forțe au fost descrise ca forțe van der Waals sau legături van der Waals. Chiar dacă molecula de apă în ansamblu este neutră din punct de vedere electric, distribuția sarcinii în moleculă nu este simetrică și duce la un moment dipolar – o separare microscopică a centrelor de sarcină pozitive și negative. Acest lucru duce la o atracție netă între astfel de molecule polare care se exprimă în coeziunea moleculelor de apă și contribuie la vâscozitate și tensiune superficială. Poate că este corect să spunem că forțele van der Waals sunt cele care mențin apa în stare lichidă până când agitația termică devine suficient de violentă pentru a rupe legăturile van der Waal la 100 ° C. Odată cu răcirea, forțele electrostatice reziduale dintre molecule determină lichidarea majorității substanțelor și, în cele din urmă, solidificarea (cu excepția heliului, care nu devine niciodată un solid la presiunea atmosferică).
Legătura cu hidrogen este un exemplu de legătură van der Waals care are o mare importanță în proprietățile apei și comportamentul acesteia în biochimie. Se atribuie interacțiunilor dipol-dipol cu legături între hidrogen și alți atomi. Hidrogenul va fi ușor pozitiv față de celălalt atom într-o legătură cu atomi precum oxigenul, azotul și fluorul care au o elecronegativitate ridicată, chiar dacă molecula în sine va avea o sarcină netă zero.
Chiar și moleculele nepolare au unele legături van der Waals, care pot fi atribuite polarizării lor. Chiar dacă moleculele nu au momente dipolice permanente, ele pot avea momente instantanee dipolice care se schimbă sau oscilează în timp. Aceste fluctuații ale momentelor dipol moleculare conduc la o atracție netă între molecule care permit substanțelor nepolare, cum ar fi tetraclorura de carbon, să formeze lichide. câmpului electric dipol arată că câmpul electric dintr-un dipol instantaneu va tinde să polarizeze o moleculă vecină astfel încât să fie atrasă – un fel de analog electric la un magnet magnet care magnetizează o agrafă, astfel încât să fie atras de magnet (Acest lucru se întâmplă indiferent de polul magnetului care se apropie de agrafa de hârtie.) Forțele van der Waals mai slabe din lichidele nepolare se pot manifesta prin tensiune superficială scăzută și puncte de fierbere scăzute.