Van der Waals vs Hydrogen Bonds
Van der Waals-krefter og hydrogenbindinger er intermolekylære attraksjoner mellom molekyler. Noen intermolekylære krefter er sterkere, og noen er svake. Disse bindingene bestemmer oppførselen til molekyler.
Van der Waals Forces
For en intermolekylær attraksjon bør det være en ladningsseparasjon. Det er noen symmetriske molekyler som H2, Cl2, hvor det ikke er ladningsseparasjoner. Imidlertid beveger elektroner seg konstant i disse molekylene. Derfor kan det være øyeblikkelig ladningsseparasjon i molekylet hvis elektronet beveger seg mot den ene enden av molekylet. Enden med elektronet vil ha en negativ ladning midlertidig, mens den andre enden vil ha en positiv ladning. Disse midlertidige dipolene kan indusere en dipol i nabomolekylet, og deretter kan en interaksjon mellom motstående poler oppstå. Denne typen interaksjon er kjent som en indusert dipol-indusert dipol-interaksjon. Videre kan det være interaksjoner mellom en permanent dipol og en indusert dipol eller mellom to permanente dipoler. Alle disse intermolekylære interaksjonene er kjent som Van der Waals-krefter.
hydrogenobligasjoner
Når hydrogen er festet til et elektronegativt atom som fluor, oksygen eller nitrogen, vil det oppstå en polar binding. På grunn av elektronegativiteten vil elektronene i bindingen bli mer tiltrukket av det elektronegative atomet enn til hydrogenatomet. Derfor vil hydrogenatom få en positiv ladning delvis, mens det mer elektronegative atomet vil få en negativ ladning delvis. Når to molekyler med denne ladningsseparasjonen er i nærheten, vil det være en tiltrekningskraft mellom hydrogen og det negativt ladede atomet. Denne attraksjonen er kjent som hydrogenbinding. Hydrogenbindinger er relativt sterkere enn andre dipolinteraksjoner, og de bestemmer den molekylære oppførselen. For eksempel har vannmolekyler intermolekylær hydrogenbinding. Ett vannmolekyl kan danne fire hydrogenbindinger med et annet vannmolekyl. Siden oksygen har to ensomme par, kan det danne to hydrogenbindinger med positivt ladet hydrogen. Da kan de to vannmolekylene bli kjent som en dimer. Hvert vannmolekyl kan binde seg til fire andre molekyler på grunn av hydrogenbindingsevnen. Dette resulterer i et høyere kokepunkt for vann, selv om et vannmolekyl har lav molekylvekt. Derfor er energien som trengs for å bryte hydrogenbindingene når de skal til gassfasen høy. Videre bestemmer hydrogenbindinger krystallstrukturen til is. Det unike arrangementet av isgitter hjelper det til å flyte på vannet, og beskytter derved det akvatiske livet i vinterperioden. Annet enn dette spiller hydrogenbinding en viktig rolle i biologiske systemer. Den tredimensjonale strukturen til proteiner og DNA er utelukkende basert på hydrogenbindinger. Hydrogenbindinger kan ødelegges av oppvarming og mekaniske krefter.
Hva er forskjellen mellom Van der Waals Forces og Hydrogen Bonds?
• Hydrogenbindinger oppstår mellom hydrogen, som er koblet til et elektronegativt atom og et elektronegativt atom i et annet molekyl. Dette elektronegative atomet kan være et fluor, oksygen eller nitrogen.
• Van der Waals-krefter kan oppstå mellom to permanente dipoler, dipolindusert dipol eller to induserte dipoler.
• For at Van der Waals-krefter skal finne sted, bør ikke molekylet nødvendigvis ha en dipol, men hydrogenbinding finner sted mellom to permanente dipoler.
• Hydrogenbindinger er mye sterkere enn Van der Waals-styrker.
