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Articulo de referencia

Molécula de Van der Waals

Estructura calculada de un clúster de agua icosaédrico (H 2 O) 100 . Una molécula de van der Waals es un complejo débilmente unido de átomos o moléculas que se mantienen unidos ...

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Estructura calculada de un clúster de agua icosaédrico (H 2 O) 100 .

Una molécula de van der Waals es un complejo débilmente unido de átomos o moléculas que se mantienen unidos por atracciones intermoleculares como las fuerzas de van der Waals o por enlaces de hidrógeno . [ 1 ] El nombre se originó a principios de la década de 1970 cuando se observaron regularmente cúmulos moleculares estables en la espectroscopia de microondas de haces moleculares .

Ejemplos

Ejemplos de moléculas de van der Waals bien estudiadas son Ar₂ , H₂ - Ar, H₂O - Ar, benceno-Ar, (H₂O ) ₂ y (HF) ₂ . Otras incluyen la molécula diatómica más grande, He₂ , y LiHe . [ 2 ] [ 3 ]

Un ejemplo notable es el complejo He-HCN, estudiado por sus movimientos de gran amplitud y la aplicabilidad de la aproximación adiabática para separar sus movimientos angulares y radiales. Las investigaciones han demostrado que, incluso en sistemas tan "flexibles", la aproximación adiabática puede utilizarse eficazmente para simplificar los análisis de mecánica cuántica.

Espectroscopia de haces supersónicos

En haces moleculares (supersónicos), las temperaturas son muy bajas (generalmente inferiores a 5 K). A estas bajas temperaturas, las moléculas de van der Waals (vdW) son estables y pueden investigarse mediante espectroscopia de microondas, infrarrojo lejano y otros modos de espectroscopia. [ 4 ] Asimismo, en gases fríos en equilibrio, se forman moléculas de vdW, aunque en concentraciones pequeñas y dependientes de la temperatura. Se han observado transiciones rotacionales y vibracionales en moléculas de vdW en gases, principalmente mediante espectroscopia UV e IR.

Debido a que las moléculas de Van der Waals suelen ser muy poco rígidas, con muchas versiones diferentes separadas por barreras de baja energía, se pueden observar desdoblamientos de nivel relativamente grandes de sus barreras de tunelización en el infrarrojo lejano. [ 5 ] En esta región espectral del infrarrojo lejano, se pueden resolver muchas de las numerosas vibraciones, rotaciones y movimientos de tunelización intermoleculares de estas fracciones que interactúan débilmente. Este estudio espectroscópico de tunelización vibracional-rotacional ("VRT") de las moléculas de Van der Waals es una de las vías más directas para comprender las fuerzas intermoleculares . [ 6 ]

En el estudio de complejos de van der Waals que contienen helio, la aproximación adiabática o de Born-Oppenheimer se ha adaptado para separar los movimientos angulares y radiales. A pesar de los desafíos que plantean las interacciones débiles que dan lugar a movimientos de gran amplitud, la investigación demuestra que esta aproximación sigue siendo válida, ofreciendo un método computacional más rápido para estudios de Monte Carlo de difusión de la rotación molecular dentro de gotas de helio ultrafrías. La naturaleza no rígida de estos complejos, especialmente aquellos con helio, complica los enfoques mecánicos cuánticos tradicionales. Sin embargo, estudios recientes han validado el uso de la aproximación adiabática para separar diferentes tipos de movimiento molecular, incluso en estos sistemas "flexibles".

Véase también

Referencias

  1. ↑ Blaney, BL; Ewing, GE (1976). "Moléculas de Van Der Waals". Annual Review of Physical Chemistry . 27 (1): 553– 584. Bibcode : 1976ARPC...27..553B . doi : 10.1146/annurev.pc.27.100176.003005 . ISSN 0066-426X . 
  2. ↑ Friedrich, Bretislav (8 de abril de 2013). "Una unión frágil entre átomos de Li y He" . Física . 6 42. Bibcode : 2013PhyOJ...6...42F . doi : 10.1103/Physics.6.42 . hdl : 11858/00-001M-0000-000E-F3C4-C .
  3. ↑ Joshua Jortner (8 de septiembre de 2009). «Moléculas de Van der Waals (Donald Levy)» . Avances en física química, química fotoselectiva . John Wiley & Sons. págs. 323–. ISBN  978-0-470-14313-1.
  4. ↑ Smalley, Richard E.; Wharton, Lennard; Levy, Donald H. (1977). "Espectroscopia óptica molecular con haces y chorros supersónicos" . Accounts of Chemical Research . 10 (4): 139– 145. Bibcode : 1977mosw.book.....S . doi : 10.1021/ar50112a006 . ISSN 0001-4842 . Archivado del original el 23 de septiembre de 2017. 
  5. ↑ Hutson, JM (1990). "Fuerzas intermoleculares a partir de la espectroscopia de moléculas de Van Der Waals". Annual Review of Physical Chemistry . 41 (1): 123– 154. Bibcode : 1990ARPC...41..123H . doi : 10.1146/annurev.pc.41.100190.001011 . ISSN 0066-426X . 
  6. ↑ Miller, RE (1986). "Fotodisociación láser infrarroja y espectroscopia de moléculas de van der Waals". The Journal of Physical Chemistry . 90 (15): 3301– 3313. doi : 10.1021/j100406a003 . ISSN 0022-3654 . 

Lecturas adicionales

  • Hasta ahora, tres números especiales de Chemical Reviews se han dedicado a las moléculas de vdW: I. Vol. 88 (6) (1988). II. Vol. 94 (7) (1994). III. Vol. 100 (11) (2000).
  • Primeras revisiones de moléculas de van der Waals: GE Ewing, Accounts of Chemical Research , vol. 8 , págs. 185-192 (1975): Estructura y propiedades de las moléculas de van der Waals. BL Blaney y GE Ewing, Annual Review of Physical Chemistry , vol. 27 , págs. 553-586 (1976): Moléculas de van der Waals.
  • Acerca de la espectroscopia VRT: GA Blake, et al. , Review Scientific Instruments , vol. 62 , págs. 1693, 1701 (1991). H. Linnartz, WL Meerts y M. Havenith, Chemical Physics , vol. 193 , pág. 327 (1995).