Van der Waals vs Hydrogen Bonds
Van der Waals krafter och vätebindningar är intermolekylära attraktioner mellan molekyler. Vissa intermolekylära krafter är starkare och andra är svaga. Dessa bindningar bestämmer beteendet hos molekyler.
Van der Waals Forces
För en intermolekylär attraktion bör det finnas en laddningsseparation. Det finns några symmetriska molekyler som H2, Cl2, där det inte finns några laddningsseparationer. Däremot rör sig elektroner ständigt i dessa molekyler. Därför kan det bli omedelbar laddningsseparation inom molekylen om elektronen rör sig mot ena änden av molekylen. Änden med elektronen kommer att ha en negativ laddning tillfälligt, medan den andra änden kommer att ha en positiv laddning. Dessa temporära dipoler kan inducera en dipol i den angränsande molekylen och därefter kan en interaktion mellan motsatta poler inträffa. Denna typ av interaktion är känd som en inducerad dipolinducerad dipolinteraktion. Vidare kan det finnas interaktioner mellan en permanent dipol och en inducerad dipol eller mellan två permanenta dipoler. Alla dessa intermolekylära interaktioner är kända som Van der Waals-krafter.
väteobligationer
När väte binds till en elektronegativ atom som fluor, syre eller kväve, uppstår en polär bindning. På grund av elektronegativiteten kommer elektronerna i bindningen att attraheras mer till den elektronegativa atomen än till väteatomen. Därför kommer väteatomen att få en positiv laddning delvis, medan den mer elektronegativa atomen kommer att få en negativ laddning delvis. När två molekyler med denna laddningsseparation är nära, kommer det att finnas en attraktionskraft mellan väte och den negativt laddade atomen. Denna attraktion är känd som vätebindning. Vätebindningar är relativt starkare än andra dipolinteraktioner, och de bestämmer det molekylära beteendet. Till exempel har vattenmolekyler intermolekylär vätebindning. En vattenmolekyl kan bilda fyra vätebindningar med en annan vattenmolekyl. Eftersom syre har två ensamma par kan det bilda två vätebindningar med positivt laddat väte. Då kan de två vattenmolekylerna kallas en dimer. Varje vattenmolekyl kan binda med fyra andra molekyler på grund av vätebindningsförmågan. Detta resulterar i en högre kokpunkt för vatten, även om en vattenmolekyl har låg molekylvikt. Därför är energin som behövs för att bryta vätebindningarna när de går till gasfasen hög. Vidare bestämmer vätebindningar isens kristallstruktur. Det unika arrangemanget av isgaller hjälper det att flyta på vatten, vilket skyddar vattenlivet under vinterperioden. Förutom detta spelar vätebindning en viktig roll i biologiska system. Den tredimensionella strukturen av proteiner och DNA är enbart baserad på vätebindningar. Vätebindningar kan förstöras av uppvärmning och mekaniska krafter.
Vad är skillnaden mellan Van der Waals Forces och Hydrogen Bonds?
• Vätebindningar uppstår mellan väte, som är kopplat till en elektronegativ atom och en elektronegativ atom i en annan molekyl. Denna elektronegativa atom kan vara ett fluor, syre eller kväve.
• Van der Waals-krafter kan uppstå mellan två permanenta dipoler, dipolinducerad dipol eller två inducerade dipoler.
• För att Van der Waals-krafter ska kunna äga rum bör molekylen inte nödvändigtvis ha en dipol, utan vätebindning sker mellan två permanenta dipoler.
• Vätebindningar är mycket starkare än Van der Waals krafter.
