Különbség a Van der Waals és a hidrogénkötések között

Van der Waals vs hidrogénkötések

A Van der Waals erõi és a hidrogénkötések molekulák közötti molekuláris vonzerõk. Néhány intermolekuláris erő erősebb, mások gyengébb. Ezek a kötések meghatározzák a molekulák viselkedését.

Van der Waals erők

Az intermolekuláris vonzáshoz a töltést el kell különíteni. Vannak olyan szimmetrikus molekulák, mint a H2, Cl2, ahol nincs töltési elválasztás. Azonban az elektronok folyamatosan mozognak ezekben a molekulákban. Ezért azonnali töltés-elválasztás történhet a molekulán belül, ha az elektron a molekula egyik vége felé mozog. Az elektron végével ideiglenesen negatív töltésű lesz, míg a másik végén pozitív töltés lesz. Ezek az ideiglenes dipolok indukálhatnak egy dipolt a szomszédos molekulában, és ezután kölcsönhatás léphet fel az ellenkező pólusok között. Az ilyen típusú interakciót indukált dipólusok által indukált dipólos interakciónak nevezik. Ezen felül kölcsönhatások lehetnek egy állandó dipólus és egy indukált dipól között, vagy két állandó dipól között. Mindezeket a molekuláris kölcsönhatásokat Van der Waals erőknek nevezik.

Hidrogénkötések

Ha hidrogént csatlakoztatnak egy elektronegatív atomhoz, például fluor, oxigén vagy nitrogén, akkor poláris kötés jön létre. Az elektronegativitás miatt a kötésben lévő elektronokat inkább az elektronegatív atom vonzza, mint a hidrogénatom. Ezért a hidrogénatom részben pozitív töltést kap, míg az elektronegatívabb atom részben negatív töltést kap. Ha két olyan molekula van, amelyekben ez a töltési elválasztás van, közel vannak, vonzóerő lesz a hidrogén és a negatívan töltött atom között. Ezt a vonzerőt hidrogénkötésnek nevezik. A hidrogénkötések viszonylag erősebbek, mint a többi dipol kölcsönhatás, és meghatározzák a molekuláris viselkedést. Például a vízmolekulák intermolekuláris hidrogénkötéssel rendelkeznek. Az egyik vízmolekula négy hidrogénkötést képezhet egy másik vízmolekulával. Mivel az oxigénnek két magányos párja van, két hidrogénkötést képezhet pozitív töltésű hidrogénnel. Akkor a két vízmolekula dimernek is nevezhető. Mindegyik vízmolekula a hidrogénkötési képesség miatt négy másik molekulával kötődik. Ez magasabb vízforráspontot eredményez a vízben, annak ellenére, hogy a vízmolekula kis molekulatömegű. Ezért a gáznemű fázisba való hidrogénkötések megbontásához szükséges energia nagy. Ezenkívül a hidrogénkötések meghatározzák a jég kristályszerkezetét. A jégrács egyedi elrendezése segít a vízen úszni, ezáltal védi a vízi életet a téli időszakban. Ezen kívül a hidrogénkötés létfontosságú szerepet játszik a biológiai rendszerekben. A fehérjék és a DNS háromdimenziós szerkezete kizárólag hidrogénkötéseken alapszik. A hidrogénkötéseket melegítés és mechanikai erők megsemmisítik.