En química, las fuerzas intermoleculares describen varias fuerzas electrostáticas presentes entre átomos y moléculas. Estas fuerzas incluyen fuerzas ion-dipolo, enlaces de hidrógeno, fuerzas dipolo-dipolo y fuerzas de dispersión de London. Aunque estas fuerzas son generalmente mucho más débiles que los enlaces iónicos o covalentes, aún pueden tener una gran influencia en las características físicas de líquidos, sólidos o soluciones.
Todas las fuerzas intermoleculares son de naturaleza electrostática. Esto significa que la mecánica de estas fuerzas depende de las interacciones de especies cargadas como iones y electrones. Los factores relacionados con las fuerzas electrostáticas, como la electronegatividad, los momentos dipolares, las cargas de iones y los pares de electrones, pueden afectar en gran medida los tipos de fuerzas intermoleculares entre dos especies químicas determinadas.
Las fuerzas ion-dipolo están presentes entre los iones y las cargas parciales en los extremos de las moléculas polares. Las moléculas polares son dipolos y tienen un final positivo y un final negativo. Los iones cargados positivamente son atraídos hacia el extremo negativo de un dipolo y los iones cargados negativamente son atraídos hacia el extremo positivo de un dipolo. La fuerza de este tipo de atracción intermolecular aumenta con el aumento de la carga iónica y el aumento de los momentos dipolares. Este tipo particular de fuerza se encuentra comúnmente en sustancias iónicas disueltas en solventes polares.
Para moléculas y átomos neutrales, las fuerzas intermoleculares que pueden estar presentes incluyen fuerzas dipolo-dipolo, enlaces de hidrógeno y fuerzas de dispersión de London. Estas fuerzas forman las fuerzas de van der Waals, que llevan el nombre de Johannes van der Waals. En general, son más débiles que las fuerzas ion-dipolo.
Las fuerzas dipolo-dipolo ocurren cuando el extremo positivo de una molécula polar se acerca al extremo negativo de otra molécula polar. La fuerza en sí depende de la proximidad de las moléculas. Cuanto más alejadas estén las moléculas, más débiles serán las fuerzas dipolo-dipolo. La magnitud de la fuerza también puede aumentar al aumentar la polaridad.
Las fuerzas de dispersión de London pueden ocurrir entre especies químicas polares y no polares. Reciben su nombre en honor a su descubridor, Fritz London. La fuerza en sí ocurre debido a la formación de dipolos instantáneos; estos pueden explicarse por el movimiento de electrones en las especies químicas.
Los dipolos instantáneos se crean cuando los electrones alrededor de una especie química son atraídos por el núcleo de otra especie química. En general, las fuerzas de dispersión de London son mayores para moléculas más grandes, porque las moléculas más grandes tienen más electrones. Los halógenos grandes y los gases nobles, por ejemplo, tienen puntos de ebullición más altos que los halógenos pequeños y los gases nobles debido a esto.
Los enlaces de hidrógeno se producen entre átomos de hidrógeno en un enlace polar y pares de electrones no compartidos en pequeños iones o átomos electronegativos. Este tipo de fuerza intermolecular se ve a menudo entre los átomos de hidrógeno y el flúor, el oxígeno o el nitrógeno. Los enlaces de hidrógeno se pueden encontrar en el agua y son responsables del alto punto de ebullición del agua.
Las fuerzas intermoleculares pueden tener un efecto profundo en las características físicas de una especie química. Normalmente, los puntos de ebullición, los puntos de fusión y la viscosidad altos están asociados con fuerzas intermoleculares elevadas. Aunque son mucho más débiles que los enlaces covalentes e iónicos, estas fuerzas de atracción intermolecular siguen siendo importantes para describir el comportamiento de las especies químicas.