10-20 kJ/mol. Termin ten pierwotnie oznaczał wszystkie takie siły, w nowoczesna nauka zwykle stosuje się go do sił wytwarzanych przez polaryzację cząsteczek i tworzenie dipoli. Odkryty przez J.D. van der Waalsa w 1869 r.

Siły Vandera Waalsa międzyatomowego oddziaływania gazów obojętnych określają możliwość istnienia stanów skupionych gazów obojętnych (gazu, cieczy i ciała stałego).

Siły Van der Waalsa obejmują oddziaływania pomiędzy dipolami (stałe i indukowane). Nazwa wzięła się stąd, że siły te są przyczyną korekty ciśnienia wewnętrznego w równaniu stanu van der Waalsa dla gazu rzeczywistego. Te interakcje, a także wiązania wodorowe determinują powstawanie strukturę przestrzenną makrocząsteczki biologiczne.

Siły Vandera Waalsa występują także pomiędzy cząstką (cząstką makroskopową lub nanocząstką) a cząsteczką oraz pomiędzy dwiema cząstkami.

Klasyfikacja sił van der Waalsa

Interakcja Vandera Waalsa składa się z: trzy typy słabe oddziaływania elektromagnetyczne:

  • Siły orientacji, przyciąganie dipol-dipol. Odbywa się to pomiędzy cząsteczkami będącymi trwałymi dipolami. Przykładem jest HCl w stanie ciekłym i stałym. Energia takiego oddziaływania jest odwrotnie proporcjonalna do sześcianu odległości pomiędzy dipolami.
  • Przyciąganie dyspersyjne (siły londyńskie, siły dyspersyjne). Spowodowane interakcją pomiędzy dipolami chwilowymi i indukowanymi. Energia takiego oddziaływania jest odwrotnie proporcjonalna do szóstej potęgi odległości pomiędzy dipolami.
  • Przyciąganie indukcyjne (przyciąganie polaryzacyjne). Oddziaływanie dipola trwałego i indukowanego. Energia takiego oddziaływania jest odwrotnie proporcjonalna do szóstej potęgi odległości pomiędzy dipolami.

Do tej pory wielu autorów wychodzi z założenia, że ​​siły van der Waalsa determinują interakcję międzywarstwową w kryształach warstwowych, co stoi w sprzeczności z danymi eksperymentalnymi: skalą anizotropii temperatury Debye'a i odpowiednio skalą anizotropii odbicia sieci. W oparciu o to błędne założenie zbudowano wiele dwuwymiarowych modeli „opisujących” właściwości w szczególności grafitu i azotku boru.

W tym drugim przypadku działają tzw. siły Kazimierza i Kazimierza-Lifszytza.

Manifestacje w przyrodzie

Zobacz też

Notatki

Literatura

  • Barash Yu.S. Siły Van der Waalsa. - M.: Nauka, 1988. - 344 s.
  • Kaplan I. G. Wprowadzenie do teorii oddziaływań międzycząsteczkowych. - M.: Nauka, 1982. - 312 s.
  • Kaplan I. G. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Interpretacja fizyczna, obliczenia komputerowe i potencjał modelu. - M.: BINOM. Laboratorium Wiedzy, 2012. - 400 s. - ISBN 978-5-94774-939-7.
  • Oddziaływania międzycząsteczkowe; od cząsteczek dwuatomowych do biopolimerów / Tłum. z angielskiego wyd.: Pyulman B. - M.: Mir, 1981. - 592 s.
  • Deryagin B.V., Churaev N.V., Muller V.M. Siły powierzchniowe. - M.: Nauka, 1985. - 400 s.
  • Khobza P., Zahradnik R. Kompleksy międzycząsteczkowe: Rola układów van der Waalsa w chemii fizycznej i biodyscyplinach. - M.: Mir, 1989. - 376 s.
  • Izraelaczwili J. Siły międzycząsteczkowe i powierzchniowe. - Londyn: Academic Press, 1985-2004. - 450 s.- ISBN 0-12-375181-0.

Siły Van der Waalsa- siły oddziaływania międzycząsteczkowego (i międzyatomowego) o energii 10 - 20 kJ/mol. Termin ten pierwotnie oznaczał wszystkie takie siły, we współczesnej nauce zwykle odnosi się do sił powstających w wyniku polaryzacji cząsteczek i powstawania dipoli. Odkryty przez J. D. van der Waalsa w 1869 roku.

Siły Van der Waalsa międzyatomowego oddziaływania gazów obojętnych decydują o możliwości istnienia stany skupienia gazy obojętne (gaz, ciecz i ciało stałe).

Siły Van der Waalsa obejmują oddziaływania pomiędzy dipolami (stałe i indukowane). Nazwa wzięła się stąd, że siły te powodują poprawkę na ciśnienie wewnętrzne w równaniu stanu van der Waalsa dla gazu rzeczywistego. Oddziaływania te, a także wiązania wodorowe determinują powstawanie struktury przestrzennej makrocząsteczek biologicznych.

Siły Van der Waalsa występują także pomiędzy cząstką (cząstką makroskopową lub nanocząstką) a cząsteczką oraz pomiędzy dwiema cząstkami.

  • 1 Klasyfikacja sił van der Waalsa
  • 2 Manifestacje w przyrodzie
  • 3 Zobacz także
  • 4 Uwagi
  • 5 Literatura

Klasyfikacja sił van der Waalsa

Na oddziaływanie van der Waalsa składają się trzy rodzaje słabych oddziaływań elektromagnetycznych:

  • Siły orientacji, przyciąganie dipol-dipol. Odbywa się to pomiędzy cząsteczkami będącymi trwałymi dipolami. Przykładem jest HCl w stanie ciekłym i stałym. Energia takiego oddziaływania jest odwrotnie proporcjonalna do sześcianu odległości pomiędzy dipolami.
  • Przyciąganie dyspersyjne (siły londyńskie). Oddziaływanie dipoli chwilowych i indukowanych. Energia
  • Przyciąganie indukcyjne. Oddziaływanie dipola trwałego i indukowanego. Energia takiego oddziaływania jest odwrotnie proporcjonalna do szóstej potęgi odległości pomiędzy dipolami.

Do tej pory wielu autorów wychodzi z założenia, że ​​siły van der Waalsa determinują interakcję międzywarstwową w kryształach warstwowych, co stoi w sprzeczności z danymi eksperymentalnymi: skalą anizotropii temperatury Debye'a i odpowiednio skalą anizotropii odbicia sieci. W oparciu o to błędne założenie zbudowano wiele dwuwymiarowych modeli „opisujących” właściwości w szczególności grafitu i azotku boru.

W tym drugim przypadku działają tzw. siły Kazimierza i Kazimierza-Lifszytza.

Manifestacje w przyrodzie

Gekon wspina się po szkle.
  • Spójność cząstek małych asteroid w pierścieniu Saturna;
  • Zdolność gekonów do wspinania się po gładkich powierzchniach, takich jak szkło.

Zobacz też

  • Oddziaływanie międzycząsteczkowe
  • Interakcja międzyatomowa
  • Sił dyspersyjnych

Notatki

  1. S.V. Ordin, J. Semiconductors (FTP), 32(9), 924-932, 1998, Normalne wibracje sieci i Struktura krystaliczna anizotropowych modyfikacji azotku boru
  2. Atrakcyjność małych rzeczy: małe siły mają znaczenie (RU). Magazyn „Popular Mechanika” (24.02.2010). - Małe, szybko rotujące asteroidy nie są w stanie utrzymać swojej integralności z powodu grawitacji: są na to za małe i siły odśrodkowełatwo je rozerwie. Co utrzymuje je w całości? Pobrano 25 lutego 2010 r. Zarchiwizowano od oryginału 14 lutego 2012 r.
  3. Autumn†, Sitti, Liang i wsp., Dowody na adhezję van der Waalsa u szczecin gekonów, PNAS v. 99 nie. 19, 2002 , s. 12252-12256

Literatura

  • Siły Barasha Yu. S. Van der Waalsa. - M.: Nauka, 1988. - 344 s.
  • Kaplan I. G. Wprowadzenie do teorii oddziaływań międzycząsteczkowych. - M.: Nauka, 1982. - 312 s.
  • Kaplan I.G. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Interpretacja fizyczna, obliczenia komputerowe i potencjał modelu M.: BINOM. Laboratorium Wiedzy, 2012. - 400 s. ISBN: 978-5-94774-939-7
  • Oddziaływania międzycząsteczkowe; od cząsteczek dwuatomowych do biopolimerów / Tłum. z angielskiego wyd.: Pyulman B. - M.: Mir, 1981. - 592 s.
  • Deryagin B.V., Churaev N.V., Muller V.M. Siły powierzchniowe. - M.: Nauka, 1985. - 400 s.
  • Khobza P., Zahradnik R. Kompleksy międzycząsteczkowe: Rola układów van der Waalsa w chemii fizycznej i biodyscyplinach. - M.: Mir, 1989 strony=376.
  • Israelachvili J. Siły międzycząsteczkowe i powierzchniowe. - Londyn: Academic Press, 1985-2004. - 450 s., ISBN 0-12-375181-0
  • E. M. Lifshits, I. E. Dzialoshinsky, L. P. Pitaevsky Ogólna teoria siły van der Waalsa // Phys. - 1961. - T. 73. - nr 3. - s. 381-422.

Informacje o siłach Van der Waalsa

Wybierając taki czy inny model procesu fizycznego, jak już mówiłem, wybieramy ten, który pozwala nam w spójny sposób wyjaśniać obserwowane zjawiska, a jeszcze lepiej przewidywać nowe odkrycia.

Opisując efekty atomowe, posługujemy się modelem atomowym, w którym elektrony krążą wokół jądra. Rozważmy cząsteczkę niepolarną. Ponieważ jest niepolarny, nie ma wyraźnego bieguna ujemnego i dodatniego, dlatego nie może być przyciągany do sąsiadujących cząsteczek, jak ma to miejsce na przykład w przypadku cząsteczek wody. A jednak - elektrony obracają się i nie stoją w miejscu! Oznacza to, że rozkład elektronów w cząsteczce nie może być całkowicie równomierny - z grubsza mówiąc, elektrony jednego atomu poszły w lewo, a elektrony drugiego poszły w górę lub coś innego. W rezultacie nieuchronnie muszą pojawić się zakłócenia w dystrybucji. ładunek elektryczny, to znaczy nawet cząsteczka niepolarna nadal musi stale wykazywać właściwości niewielkiej polaryzacji! Zniekształcenia w rozkładzie ładunku elektrycznego pojawiają się naturalnie według pewnego układu, w wyniku czego nawet pozornie niepolarna cząsteczka staje się jednak lekko polarna, w wyniku czego cząsteczki ustawiają się w określonej kolejności - podobnie jak bieguny odpychają się, a odmienne przyciągają, a ciecz staje się bardziej „lepka”.

Oznacza to, że nawet pomiędzy pozornie całkowicie niepolarnymi cząsteczkami jest bardzo słaby interakcja elektryczna zwane „siłami van der Waalsa”.

Wiemy, że silne „sklejanie się” cząsteczek wody powoduje, że woda ma ogromną pojemność cieplną – ogromną w porównaniu z jakąś idealną cieczą, w której cząsteczki są całkowicie niepolarne. Łatwo stąd wywnioskować, że ciecze składające się z pozornie całkowicie niepolarnych cząsteczek będą miały pojemność cieplną nieco większą niż wynika z obliczeń, w których zakładamy, że cząsteczki tej cieczy są całkowicie niepolarne. Powinno to nastąpić z powodu „indukowanej” lub, jak to mówią, „indukowanej” polaryzacji związanej z rotacją elektronów. To zależy od eksperymentu, a eksperyment potwierdza przewidywania! Dokładne zbadanie tego zagadnienia pozwala na obliczenie wzorców łączących wielkość sił przyciągania van der Waalsa ze strukturą cząsteczki.

Siły Van der Waalsa są bardzo słabe, a jednak w mikroświecie nawet bardzo słabe siły mogą wywołać niezwykle ważne konsekwencje. Siły Van der Waalsa to inny rodzaj wiązania chemicznego.

(Pewien wkład w istnienie sił van der Waalsa ma także fakt, że poruszające się elektrony wytwarzają pole magnetyczne, lecz szczegóły te są obecnie nieistotne).

Działanie sił van der Waalsa, a także ich łączną moc można zobaczyć na tak nieoczekiwanym przykładzie, jak łapy gekona. Badania łap gekona wykazały, że przyciągają je szkło, a także inne gładkie powierzchnie, właśnie dzięki siłom van der Waalsa, które powstają pomiędzy cienkim włosiem łapy a powierzchnią. Jeden milimetr kwadratowy stopy gekona zawiera około 14 000 włosków. Średnica jednego takiego włosa wynosi 5 mikronów, czyli pięć tysięcznych milimetra (dla porównania grubość ludzkiego włosa wynosi około 50 mikronów). Ale to nie wszystko – każde włosie pokryte jest 100 – 1000 włóknami! Długość jednego takiego włókna wynosi 0,2 mikrona - tylko nieznacznie krótsza niż długość fali światła widzialnego (0,4-0,8 mikrona)!! Oczywiście, że jestem Więc małe, kosmki te wchodzą w bliski kontakt z cząsteczkami, które je tworzą, oraz cząsteczkami powierzchni, w wyniku czego zaczynają działać siły van der Waalsa.

Palce gekonów mogą wydawać się bardzo elastyczne, ale w rzeczywistości po prostu się zginają. Odwrotna strona- nie jak ludzie. Pozwala im to pokonać siły van der Waalsa poprzez stopniowe odrywanie łap od szyby, zaczynając od końcówek. Peeling ten zmienia kąt pomiędzy milionami pojedynczych włosków a powierzchnią, osłabiając siły chwytu. W większości przypadków łapy gekonów nie wytrzymują maksymalnej wydajności. Ich lepkość zależy od chropowatości powierzchni, a co za tym idzie od liczby dotykających jej włosów. Gdyby typowy mały gekon oparł wszystkie włosy na swoich łapach o sufit, mógłby utrzymać 133 kilogramy!

Siła Van der Waalsa Siła przyciągania międzycząsteczkowego składa się z trzech składników. Mają nieco doskonałe natura fizyczna, ale ich potencjał zależy od odległości między cząsteczkami w ten sam sposób - jak . Ta szczęśliwa okoliczność pozwala nam bezpośrednio porównać stałe oddziaływania odpowiadające trzem składowym siły van der Waalsa, a dzięki ich identycznej zależności od odległości, proporcja pomiędzy składnikami będzie zachowana na różnym poziomie. Same stałe mnożnika będą różne dla różnych substancji.

Wszystkie trzy składowe siły van der Waalsa opierają się na oddziaływaniu dipoli, dlatego przypomnijmy sobie dwa główne wzory.

Energia dipola umieszczonego w polu [ 1 ]:

(2)

Pole elektryczne wytworzone przez dipol [ 1 ]:

(3)
Gdzie N– wektor jednostkowy kierunku
do dipola od miejsca, w którym szukamy pola.

Interakcja orientacyjna(Lub Moc Kizomy) zachodzi pomiędzy cząsteczkami polarnymi, które same mają elektryczny moment dipolowy. Zgodnie z (2), (3) energia oddziaływania dwóch dipoli i na odległość

zależy w znacznym stopniu od względnej orientacji cząsteczek. Oto wektor jednostkowy wzdłuż linii łączącej cząsteczki.

Aby zapewnić minimalny potencjał, dipole są zwykle rozmieszczone w tym samym kierunku wzdłuż wspólnej osi (ryc. 1). Jednak ruch termiczny burzy ten porządek. Aby znaleźć „wynikowy” potencjał orientacji, konieczne jest przeprowadzenie statystycznego uśrednienia interakcji po różnych możliwych orientacjach pary cząsteczek. Należy zauważyć, że ze względu na rozkład Gibbsa, który pokazuje prawdopodobieństwo, że układ będzie w stanie z energią w temperaturze, preferowane są położenia korzystne energetycznie. Dlatego pomimo izotropii możliwej wzajemnej orientacji wynik uśredniania będzie niezerowy.

Ryż. 1. Energia oddziaływania dipoli zależy od ich wzajemnego zorientowania.
Aby znaleźć potencjał „efektywny”, należy przeprowadzić uśrednianie termodynamiczne
we wszystkich kierunkach przestrzennych dipoli.

Uśrednianie po rozkładzie Gibbsa przeprowadza się według wzoru

gdzie mianownik normalizacji zawiera sumę statystyczną, a jest parametrem całkującym, zapewniającym wyliczenie wszystkich możliwych stanów układu (wzajemne orientacje pary dipoli).

Kiedy wykładnik jest rozwijany w szereg:

a energia oddziaływania orientacji jest w przybliżeniu równa:

Dokonując całkowania, możemy pokazać, że , a zatem . Zgodnie z (4) możemy napisać wprowadzając stałą:

Interakcja indukcyjna(Lub Siła Debye'a) zachodzi pomiędzy cząsteczkami polarnymi i niepolarnymi. Pole elektryczne wytworzone przez dipol indukuje polaryzację drugiej cząsteczki. Indukowany moment obrotowy obliczony według pierwszego rzędu teoria kwantowa perturbacje, równe gdzie oznacza polaryzowalność cząsteczki.

Ryż. 2. Pod wpływem pola cząsteczki polarnej nabywa się sąsiednią
indukowany moment dipolowy.

Następnie potencjał oddziaływania indukcyjnego oblicza się w następujący sposób:

Zatem interakcja znów ma „uniwersalną” zależność, ale z zupełnie innego powodu i z inną stałą.

Należy zauważyć, że w płynie i ciała stałe polaryzowalna cząsteczka doświadcza symetrycznego wpływu duża ilość sąsiadujące cząsteczki, a wynik ich działania w dużym stopniu kompensuje oddziaływanie indukcyjne. Prowadzi to do tego, że rzeczywiste oddziaływanie indukcyjne wynosi:

Oddziaływanie dyspersyjne(Lub Siła Londynu) jest najczęstszy, ponieważ Uczestniczą w nim również cząsteczki niepolarne. Ten trzeci człon (1) jest zawsze obecny i w tym sensie jest najważniejszy.

Ryż. 3. Cząsteczki niepolarne ze względu na niepewność kwantową mają „chwilowe”
momenty dipolowe, których oddziaływanie zachodzi w teorii zaburzeń drugiego rzędu.

W układzie cząsteczek niepolarnych funkcja falowa elektronów jest taka, że ​​średnie wartości momentów dipolowych w dowolnym stanie są równe zero . Jednak niediagonalne elementy macierzy nie są już równe zeru. I okazuje się, że druga kwantowo-mechaniczna korekta energii interakcji nie będzie już wynosić zero. Jest znana [ 2 ], oblicza się według wzoru:

gdzie zaburzenie wynosi (4), i , to energie układu dwóch cząsteczek w niektórych stanach i .

W pewnym sensie „chwilowe” wartości momentów dipolowych (przy średniej zerowej) są niezerowe i oddziałują ze sobą. Co więcej, w drugim rzędzie małości nie znika już uśredniona wartość takiego „chwilowego” potencjału, jest to potencjał oddziaływania dyspersji.

Jak widać, poprawka (11) jest proporcjonalna do drugiego stopnia zakłócenia. Z tego wynika, że

Stały nazywa się stałą Hamakera (tutaj , to potencjały jonizacyjne, , to polaryzowalność cząsteczek).

Można też podać klasyczną interpretację. Moment dipolowy jednej cząsteczki powstający w wyniku fluktuacji tworzy pole, które z kolei polaryzuje drugą. Niezerowe pole drugiej cząsteczki polaryzuje pierwszą. Potencjał w tym osobliwym systemie z „pozytywem”. informacja zwrotna" oblicza się podobnie jak oddziaływanie indukcyjne.

Rola względna różne rodzaje Siły Van der Waalsa zostały podane Tabela 1 [3, 4 ].

substancja
0.667 0 13.6 0 0 6.3
1.57 0 13.6 0 0 41.3
1.74 0 15.8 0 0 59.3
1.6 0 15.8 0 0 48
0.2 0 24.7 0 0 1.2
1.99 0.12 14.3 0.0034 0.057 67.5
2.63 1.03 13.7 18.6 5.4 105
1.48 1.84 18.0 197 10 48.8
2.24 1.5 11.7 87 10 72.6

Tabela 1. Wartości polaryzowalności, momentu dipolowego, potencjału jonizacyjnego i energii różnych typów oddziaływań słabych pomiędzy określonymi atomami i cząsteczkami.

Jest oczywiste, że siła jest zdefiniowana jako

Dokonując szacunków dla typowych warunków eksperymentu AFM w trybie kontaktowym, otrzymujemy dla wartości przyciągania van der Waalsa: .

Wnioski.

Literatura.

  1. Sivukhin D.V. Dobrze fizyka ogólna: Elektryczność. – M.: Nauka, 1983. – 687 s.
  2. Landau L.D. Mechanika kwantowa: teoria nierelatywistyczna. – M.: Nauka, 1989. – 767 s.
  3. Rubin A.B. Biofizyka: Biofizyka teoretyczna. - M.: Uniwersytet Book House, 1999. – 448 s.
  4. Adamsona A. Chemia fizyczna powierzchnie. – M.: Mir, 1979. – 568 s.

Siły wiązania w cząsteczkach.

Elektrony w pobliżu jądra są utrzymywane razem przez siły przyciągania Coulomba między przeciwległymi ładunkami. Atom jako całość jest elektrycznie obojętny. Cząsteczki składają się z atomów. Siły utrzymujące atomy w cząsteczkach również mają charakter elektryczny, ale ich pochodzenie jest nieco bardziej skomplikowane. Istnieją dwa rodzaje wiązań pomiędzy atomami w cząsteczkach.

Wiązanie jonowe . Niektóre atomy mają elektrony, które są bardzo słabo związane z atomem jako całością. Elektrony te mogą być łatwo utracone przez atom, co prowadzi do powstania jonów dodatnich, w innych atomach jest odwrotnie, elektrony są silnie związane z atomem i atom może przejąć inny elektron i stać się jonem ujemnym. Pomiędzy jonami działają siły przyciągania kulombowskiego, które zapewniają tworzenie się cząsteczek. Kiedy jony zbliżają się do siebie, pomiędzy podobnymi ładunkami powstają siły odpychające. Cząsteczki te nazywane są polarny . Wiązanie to jest typowe dla cząsteczek polarnych.

Wiązanie kowalencyjne. Rozważmy dwa ładunki dodatnie i ładunek ujemny pomiędzy nimi. Ładunki mają identyczny moduł. Według mechaniki kwantowej niektóre elektrony spędzają większość czasu pomiędzy jądrami podczas ruchu. Elektrony te są wspólne i nie da się powiedzieć do jakiego atomu należą, dlatego to wiązanie nazywa się kowalencyjny . Jest charakterystyczny dla cząsteczek niepolarnych. Na przykład, .

Po raz pierwszy w Dokładna nauka Ideę istotnej roli sił międzycząsteczkowych wprowadził holenderski fizyk Van der Wals. Uważał, że przy małych odległościach między cząsteczkami występują siły odpychające, a przy dużych odległościach siły przyciągające, dlatego siły molekularne działające pomiędzy cząsteczkami często nazywane są Siły Van der Waalsa . Siły te mają charakter elektromagnetyczny. Każdy atom, a zwłaszcza cząsteczka, jest złożony system z duża liczba naładowane cząstki.

Najpierw przyjrzymy się siły orientacyjne. Na przykład w przypadku wielu cząsteczek środki ładunków dodatnich i ujemnych nie pokrywają się. Taką cząsteczkę można w przybliżeniu uznać za dipol . Właściwości elektryczne takie cząsteczki charakteryzują się dipolem elektrycznym za chwilę .

Siły oddziaływania między dwoma dipolami można obliczyć, korzystając z prawa Coulomba. Siły te zależą od orientacji dipoli, więc one orientacyjny

Siły indukcyjne (polaryzacja). Jeśli jedna cząsteczka jest polarna, a druga niepolarna, wówczas cząsteczka polarna polaryzuje cząsteczkę niepolarną i wytwarza moment dipolowy. Pomiędzy momentami dipolowymi powstaje siła, którą można obliczyć w następujący sposób: .

Sił dyspersyjnych. Siły przyciągania istnieją także pomiędzy cząsteczkami niepolarnymi. Średnio momenty dipolowe tych cząsteczek wynoszą zero, ale ze względu na złożony ruch elektronów wokół jądra chwilowa wartość momentu dipolowego jest różna od zera. Chwilowy dipol elektryczny polaryzuje sąsiednie cząsteczki i atomy. Obliczenia kwantowe pokazują, że siły te zależą od odległości; przy małych odległościach, przy dużych odległościach, w porównaniu do wielkości cząsteczki, zaczynają działać prędkość końcowa rozpowszechnianie interakcji i.



Siły odpychające. Siły odpychające działają przy bardzo małych odległościach między cząsteczkami; zwiększają się bardzo szybko w miarę zbliżania się cząsteczek i w dużym stopniu zależą od indywidualnej struktury cząsteczek. Założenie, że siły odpychania zależą od odległości, prowadzi do całkiem dobrych wyników.

Siły Van der Walsa występują przy całkowitym braku wymiany ładunku, więc w porównaniu z siłami wiązań jonowych stanowią kolejny skrajny przypadek.

Wiązanie kowalencyjne powstaje w wyniku częściowej wymiany ładunków i zajmuje pozycję pośrednią pomiędzy siłami van der Waalsa a wiązaniami jonowymi.