Fundamentos de Bioquímica: propiedades físicas de los compuestos orgánicos [ES] ⊛ Fundamentals of Biochemistry: physical properties of organic compounds [EN]

Este informe ofrece una sencilla pero factible orientación para el aprendizaje autónomo en relación a las fuerzas de Van der Waals; así mismo, se les recomienda justificar el proceso de aprendizaje apoyados en otras lecturas y visitas a los diferentes sitios de internet o prácticas de laboratorio para que puedan continuar comprendiendo el conocimiento aquí expuesto.

Fuerzas intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals

Los compuestos orgánicos poseen ciertas propiedades físicas que determinan sus características. Existe una relación de estas propiedades con respecto a sus estructuras moleculares; ésta relación dada, en primer término, son las llamadas fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der Waals.

“…son las fuerzas atractivas o repulsivas entre moléculas distintas a aquellas debidas a un enlace intermolecular (enlace iónico, enlace metálico y enlace covalente de tipo reticular) o a la interacción electrostática de iones con moléculas neutras…” ✱Fuerzas de Van der Waals

En las moléculas de carácter polar, la zona positiva de una molécula atrae a la negativa de la otra, por lo que debe sorprendernos el hecho de que las sustancias polares se aportan tanto de su comportamiento como del modo de ser del gas ideal. Un caso notable es el vapor de agua no tan idealmente se comporta este gas que, incluso a la temperatura ambiente, basta una ligera presión para licuarlo. El físico holandés Van der Waals, fue quién sugirió las existencia de las fuerzas intermoleculares entre moléculas no polares y en su honor reciben su nombre, tienen su origen en los movimientos de los átomos y moléculas, estas fuerzas siempre están presentes allí donde existe materia.

Las fuerzas de Van der Waals se explican de la siguiente manera:

Supongamos dos átomos de neón muy próximos, y supongamos también que la distribución electrónica del primer átomo I, se hace por un instante asimétrica, con ligera preponderancia de cada clase de carga en cada uno de los lados. Durante una fracción de microsegundo, el átomo adquiere tal estado que una zona aparece débilmente negativa y otra ligeramente positiva, esto es, se convierte por un momento en un dipolo. En tal caso, el átomo cercano resulta deformado, ya que la región positiva del I atrae a los electrones del II, obligándolos a desplazarse. Como muestra la figura, cada uno de los átomos se ha convertido transitoriamente en dipolo, produciéndose la consiguiente atracción. La situación solo dura un tiempo brevísimo, debido al movimiento de los electrones en el seno de los átomos. Los del átomo I se desplazan rápidamente al lado opuesto, movimiento al que sigue el de los electrones del átomo II. Cabe imaginar que las fuerzas de Van der Waals se producen como resultado de batir u oscilar periódico de los electrones en las moléculas próximas, dando lugar a una configuración de dipolos fluctuantes, los cuales, al mismo tiempo, van creando atracciones instantáneas que duran tan sólo un momento. Estas atracciones son fuertes cuando las moléculas se acercan mucho, pero se debilitan rápidamente cuando se separan. Como es lógico, estas fuerzas también son más intensas cuando más electrones contienen las moléculas y cuando más débiles con las ligaduras que los unen.

Estas fuerzas hacen que se forme un enlace no covalente permitiendo la estabilización molecular, en donde intervienen dos fuerzas: una denominada de Dispersión y otra repulsiva, llamada Repulsión Electrostática, con lo cual se forma la unión intermolecular: mediante la formación de Dipolos que hacen fusionar las moléculas polares.

Aunque estas fuerzas sean muy débiles (en paridad con enlaces químicos normales) mantienen su importancia en la explicación de varios fenómenos químicos, ya que son responsables de ellos, como: la tensión superficial, la viscosidad, la difusión, la adhesión, la fusión de un compuesto y el aumento del punto de ebullición. Gracias a estas fuerzas diversos compuestos químicos son definidos, además son primordiales para varios campos de la biología, física y la ingeniería. Se desarrollan con la extensión del extremo no polar de la materia (sustancia), causadas por una adecuación entre polarizaciones fluctuantes que ocurren entre: superficies cercanas, átomos o moléculas, como resultado de la dinámica cuántica.

Otra de sus características es que presenta Anisotropía, ya que, dependiendo de la orientación de sus moléculas, sus propiedades cambian, a menudo precisa que sean de repulsión o de atracción. Son, además, decisivas para la creación de proteínas.

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