Atomy i cząsteczki oddziałują ze sobą poprzez siły międzycząsteczkowe. Te siły elektrostatyczne powstają w wyniku przyciągających lub odpychających oddziaływań między cząstkami o stałych, częściowych lub tymczasowych ładunkach. Siły międzycząsteczkowe między neutralnymi atomami i cząsteczkami to siły jon-dipol, dipol-dipol i siły dyspersyjne, znane łącznie jako siły van der Waalsa.

Cząsteczki polarne mają częściowy ładunek dodatni na jednym końcu i częściowy ładunek ujemny na drugim końcu cząsteczki, tworząc dipol. W polarnej cząsteczce, takiej jak woda, bardziej elektroujemny atom tlenu ma częściowy ładunek ujemny, a mniej elektroujemny atom wodoru przenosi częściowy ładunek dodatni. Cząsteczki wody są przyciągane do siebie z powodu dodatniego końca jednej cząsteczki wody i ujemnego końca drugiej. Ta siła przyciągania nazywana jest przyciąganiem dipol-dipol.

Siła jon-dipol to przyciąganie elektrostatyczne między jonem a dipolem. Siły te są powszechne w roztworach i odgrywają ważną rolę w rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie. Kiedy związek jonowy, taki jak KCl, jest dodawany do polarnego rozpuszczalnika, takiego jak woda, jony w ciele stałym oddzielają się i rozpraszają równomiernie. Siły jonowo-dipolowe przyciągają dodatni koniec polarnych cząsteczek wody do ujemnych jonów chlorkowych na powierzchni ciała stałego i przyciągają ujemne końce do dodatnich jonów potasu. Cząsteczki wody otaczają poszczególne jony K⁺ i Cl^–, redukując silne siły międzyjonowe, które wiążą je ze sobą w ciało stałe i rozpuszczając je. Siła oddziaływań jon-dipol jest wprost proporcjonalna do i) ładunku jonu oraz ii) wielkości dipola cząsteczek polarnych.

Siły dyspersyjne występują we wszystkich fazach skondensowanych, niezależnie od charakteru atomów lub cząsteczek tworzących substancję. Te siły przyciągania są również nazywane londyńskimi siłami dyspersyjnymi na cześć urodzonego w Niemczech amerykańskiego fizyka Fritza Londona, który po raz pierwszy wyjaśnił je w 1928 roku. Elektrony atomu lub cząsteczki są w ciągłym ruchu w dowolnym momencie, a atom lub cząsteczka może rozwinąć tymczasowy, natychmiastowy dipol, jeśli jego elektrony są rozmieszczone asymetrycznie. Obecność tego dipola może z kolei zniekształcać elektrony sąsiedniego atomu lub cząsteczki, wytwarzając indukowany dipol. Te szybko fluktuujące, tymczasowe dipole powodują stosunkowo słabe przyciąganie elektrostatyczne między gatunkami – tak zwaną siłę dyspersyjną. Siły dyspersji są stosunkowo słabe i stają się znaczące tylko wtedy, gdy cząsteczki bardzo się do siebie zbliżą. Większe i cięższe atomy i cząsteczki wykazują silniejsze siły dyspersji niż mniejsze i lżejsze.

Ten tekst jest zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Rozdział 10: Ciecze i ciała stałe.