El radio de Van der Waals , r w , de un átomo es el radio de una esfera dura imaginaria que representa la distancia de máxima aproximación de otro átomo. Lleva el nombre de Johannes Diderik van der Waals , ganador del Premio Nobel de Física de 1910 , ya que fue el primero en reconocer que los átomos no eran simplemente puntos y en demostrar las consecuencias físicas de su tamaño a través de la ecuación de estado de Van der Waals .
El volumen de Van der Waals , Vw , también llamado volumen atómico o volumen molecular , es la propiedad atómica más directamente relacionada con el radio de Van der Waals . Es el volumen "ocupado" por un átomo individual (o molécula). El volumen de Van der Waals se puede calcular si se conocen los radios de Van der Waals (y, para las moléculas, las distancias interatómicas y los ángulos). Para un solo átomo, es el volumen de una esfera cuyo radio es el radio de Van der Waals del átomo:
Para una molécula, es el volumen encerrado por la superficie de Van der Waals . El volumen de Van der Waals de una molécula siempre es menor que la suma de los volúmenes de Van der Waals de los átomos constituyentes: se puede decir que los átomos se "superponen" cuando forman enlaces químicos .
El volumen de Van der Waals de un átomo o molécula también puede determinarse mediante mediciones experimentales en gases, en particular a partir de la constante b de Van der Waals , la polarizabilidad α o la refractividad molar A. En los tres casos, las mediciones se realizan en muestras macroscópicas y es normal expresar los resultados como cantidades molares . Para encontrar el volumen de Van der Waals de un solo átomo o molécula, es necesario dividir por la constante de Avogadro N A .
El volumen molar de Van der Waals no debe confundirse con el volumen molar de la sustancia. En general, a temperaturas y presiones normales de laboratorio, los átomos o moléculas de gas solo ocupan alrededor de 1 ⁄1000 del volumen del gas, el resto es espacio vacío. Por lo tanto, el volumen molar de Van der Waals, que solo cuenta el volumen ocupado por los átomos o moléculas, suele ser de aproximadamente1000 veces menor que el volumen molar de un gas a temperatura y presión estándar .
La siguiente tabla muestra los radios de Van der Waals para los elementos. [3] A menos que se indique lo contrario, los datos son proporcionados por la función ElementData de Mathematica , que es de Wolfram Research , Inc. Los valores están en picómetros (pm o1 × 10 −12 m ). El tono de la caja varía de rojo a amarillo a medida que aumenta el radio; gris indica falta de datos.