En química y física molecular, las fuerzas de Debye (también conocidas como interacciones de dipolo permanente-dipolo inducido) son un tipo de fuerzas de van der Waals que se producen cuando una molécula polar con un momento dipolar permanente se aproxima a una molécula o átomo no polar.
Estas fuerzas reciben su nombre en honor al físico y químico neerlandés Peter Debye (1884-1966), quien formuló matemáticamente este fenómeno por primera vez en 1920 para explicar el comportamiento de polarización en mezclas moleculares.
Mecanismo de interacción Cuando una molécula polar (como el agua, ) se acerca a una molécula no polar (como el tetracloruro de carbono, o un átomo de gas noble), el campo eléctrico generado por el dipolo permanente de la primera distorsiona la nube electrónica de la segunda.
Esta distorsión desplaza temporalmente los electrones de la molécula apolar, induciendo en ella un momento dipolar transitorio (un dipolo inducido). Una vez creado el dipolo inducido, ambas moléculas se atraen electrostáticamente. A diferencia de las fuerzas de Keesom, las fuerzas de Debye son siempre atractivas y no dependen fuertemente de la orientación térmica de las moléculas.
Formulación matemática La energía de interacción potencial promedio entre una molécula polar con momento dipolar y una molécula apolar con polarizabilidad , separadas por una distancia , viene dada por la ecuación:
Donde: es el momento dipolar permanente de la primera molécula. es la polarizabilidad eléctrica de la molécula apolar. es la permitividad eléctrica del vacío. es la distancia promedio entre los centros de ambas moléculas.
Al igual que las fuerzas de dispersión de London, la energía potencial de Debye disminuye de forma inversamente proporcional a la sexta potencia de la distancia (), lo que significa que es una fuerza de muy corto alcance.
Véase también Fuerzas de van der Waals Fuerzas de Keesom Fuerzas de dispersión de London Polarizabilidad
Referencias
Categoría:Física molecular