Van der Waals proti vodikovim vezi
Van der Waalsove sile in vodikove vezi so medmolekularna privlačnost med molekulami. Nekatere medmolekularne sile so močnejše, nekatere pa šibke. Te vezi določajo obnašanje molekul.
Van der Waalsove sile
Za medmolekularno privlačnost bi morala obstajati ločitev nabojev. Obstaja nekaj simetričnih molekul, kot sta H2, Cl2, kjer ni ločitev nabojev. Vendar se elektroni v teh molekulah nenehno premikajo. Zato lahko pride do takojšnje ločitve naboja znotraj molekule, če se elektron premakne proti enemu koncu molekule. Konec z elektronom bo imel začasno negativen naboj, medtem ko bo imel drugi konec pozitiven naboj. Ti začasni dipoli lahko inducirajo dipol v sosednji molekuli in nato lahko pride do interakcije med nasprotnima si poloma. Ta vrsta interakcije je znana kot inducirana z dipolom inducirana dipolna interakcija. Nadalje lahko pride do interakcij med trajnim dipolom in induciranim dipolom ali med dvema trajnima dipoloma. Vse te medmolekularne interakcije so znane kot Van der Waalsove sile.
vodikove vezi
Ko je vodik vezan na elektronegativni atom, kot je fluor, kisik ali dušik, bo nastala polarna vez. Zaradi elektronegativnosti bo elektrone v vezi bolj privlačil elektronegativni atom kot atom vodika. Zato bo vodikov atom delno dobil pozitiven naboj, medtem ko bo bolj elektronegativen atom dobil delno negativen naboj. Ko sta dve molekuli s to ločitvijo naboja blizu, bo med vodikom in negativno nabitim atomom obstajala privlačna sila. Ta privlačnost je znana kot vodikova vez. Vodikove vezi so razmeroma močnejše od drugih dipolnih interakcij in določajo obnašanje molekul. Na primer, molekule vode imajo medmolekularne vodikove vezi. Ena molekula vode lahko tvori štiri vodikove vezi z drugo molekulo vode. Ker ima kisik dva osamljena para, lahko tvori dve vodikovi vezi s pozitivno nabitim vodikom. Nato lahko dve molekuli vode poznamo kot dimer. Vsaka molekula vode se lahko veže s štirimi drugimi molekulami zaradi zmožnosti vezave vodika. Posledica tega je višje vrelišče vode, čeprav ima molekula vode nizko molekulsko maso. Zato je energija, potrebna za pretrganje vodikovih vezi, ko te preidejo v plinasto fazo, visoka. Nadalje vodikove vezi določajo kristalno strukturo ledu. Edinstvena razporeditev ledene mreže mu pomaga lebdeti na vodi in tako ščiti vodno življenje v zimskem obdobju. Razen tega ima vodikova vez ključno vlogo v bioloških sistemih. Tridimenzionalna struktura proteinov in DNK temelji izključno na vodikovih vezeh. Vodikove vezi lahko uničijo segrevanje in mehanske sile.
Kakšna je razlika med Van der Waalsovimi silami in vodikovimi vezmi?
• Vodikove vezi nastanejo med vodikom, ki je povezan z elektronegativnim atomom in elektronegativnim atomom druge molekule. Ta elektronegativni atom je lahko fluor, kisik ali dušik.
• Van der Waalsove sile se lahko pojavijo med dvema stalnima dipoloma, z dipolom induciranim dipolom ali med dvema induciranima dipoloma.
• Za delovanje Van der Waalsovih sil ni nujno, da ima molekula dipol, ampak vodikova vez poteka med dvema trajnima dipoloma.
• Vodikove vezi so veliko močnejše od Van der Waalsovih sil.
