La materia se mantiene unida por una variedad de fuerzas. Los átomos individuales se mantienen unidos por fuerzas intraatómicas como la fuerza fuerte (que une protones y neutrones en el núcleo) y las fuerzas electrostáticas y cuánticas que mantienen a los electrones en órbita a varios niveles de energía llamados orbitales. Entre átomos, fuerzas electrostáticas similares hacen que los electrones de los átomos interactúen de manera que provoquen equilibrios y desequilibrios de carga eléctrica neta entre los átomos, lo que hace que esos átomos se agrupen en moléculas.
Entre moléculas, estas fuerzas electrostáticas continúan teniendo un efecto, aunque más pequeño; áreas localizadas de carga negativa o positiva relativa que están expuestas a través de la deslocalización de electrones (los electrones que se “comparten” entre los átomos de una molécula son atraídos con mayor fuerza a un átomo sobre otro, creando una carga negativa relativa en el área del átomo que atrae el electrón y una carga positiva relativa alrededor del otro átomo).
Estas interacciones electrostáticas más débiles entre las moléculas son conocidas, junto con una serie de fuerzas intermoleculares relacionadas, como el “enlace de hidrógeno” (una atracción electrostática formada específicamente entre átomos de hidrógeno con electrones deslocalizados y otros átomos de moléculas vecinas), como “fuerzas de van der Waals”. “. Estas fuerzas son las que evitan que los sólidos fluyan como líquidos y evitan que las moléculas líquidas se evaporen como gases. La relativa fuerza y debilidad de estos mismos enlaces es la razón por la cual algunos materiales son duros y frágiles, mientras que otros son más blandos y maleables.
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Cuando separas mecánicamente una masa de una sustancia en dos pedazos usando la fuerza, estás superando estas fuerzas de van der Waals en el área en la que aplicas la fuerza. Estas mismas fuerzas se superan cuando aprietas un pedazo de arcilla en tus manos, o doblas un pedazo de metal o hierves agua. En todas estas circunstancias, está suministrando energía al material, lo que supera la energía inherente a las interacciones de van der Waals y, como resultado, el material se reorganiza, formando nuevos enlaces.