Објашњавамо шта су Ван дер Валсове силе и у којим случајевима се манифестују. Такође, зашто имају такав назив и њихове карактеристике.
Шта су Ван дер Валсове снаге?
Познато је као Ван дер Валсове силе или Ван дер Валсове интеракције на одређени тип привлачних или одбојних интермолекуларних сила, различитих од оних које стварају атомске везе (јонски, металик или ковалентна типа решетке) или електростатичке привлачности између јони и други молекуле.
Пре него што поменемо различите врсте Ван дер Валсових сила, важно је разумети шта је хемијски поларитет. Хемијски поларитет је својство молекула који имају тенденцију да раздвоје електрична наелектрисања у својој структури.То је својство блиско повезано са интермолекуларним силама (као што су оне Ван дер Валсове), са растворљивост и са тачкама на фузију И кључање. У зависности од поларитета, молекули се могу класификовати на:
- Поларни молекули. Они се формирају од атоми са веома различитом електронегативношћу. Атом са највећом електронегативношћу привлачи електрона везе и остаје са негативном густином наелектрисања на њој. С друге стране, атом са нижом електронегативношћу ће на себи имати позитивну густину наелектрисања. Оваква расподела наелектрисања ће коначно довести до формирања дипола (система два наелектрисања супротног знака и једнаке величине).
- Неполарни молекули. Састоје се од атома са једнаком електронегативношћу, па сви атоми привлаче електроне везе на исти начин.
Фактор који такође одређује поларитет молекула је молекуларна симетрија. Постоје молекули састављени од атома различите електронегативности, али који нису поларни. Ово се дешава зато што када се додају различите густине наелектрисања делова молекула, оне се поништавају и резултирају нултим диполним моментом.
Дакле, Ван дер Валсове силе се манифестују на три посебна начина:
- Кеесом привлачне силе (дипол-дипол интеракције). То су интеракције између поларних молекула, односно трајно поларизоване. Дакле, ови молекули имају позитиван пол (са позитивном густином наелектрисања 𝛅 +) и негативни пол (са негативном густином наелектрисања 𝛅–), а оријентисани су тако да се позитивни пол приближава негативном полу.
- Дебајеве привлачне силе (трајне дипол-индуковане диполне интеракције). Они се одвијају између поларног и аполарног молекула, али то представља индуковани поларитет. У овој врсти интеракције, дипол индукује пролазни дипол у аполарном молекулу.
- Лондонске силе расејања (индуковани диполом индуковани дипол). То су интеракције које се јављају између аполарних молекула. Кретање електрона у овим молекулима индукује пролазне диполе, што изазива извесну привлачност између њих. Веома су слабе интеракције.
Све ове интермолекуларне силе познате су као Ван дер Валсове силе, назив који одаје почаст холандском физичару Јоханесу Дидерику ван дер Валсу (1837-1923), првом који је предложио њихове ефекте у једначинама стања гаса (познат као Ван дер Валсова једначина) 1873. За овај налаз добио је Нобелову награду за физику 1910. године.
Карактеристике Ван дер Валсових снага
Ван дер Валсове силе расту са дужином неполарног краја супстанце.
Ван дер Валсове снаге су генерално слабе у поређење са хемијске везе обичне, што их не спречава да буду фундаменталне за различите области физички, тхе биологија и инжењеринг. Хвала им много хемијска једињења може се дефинисати.
Ван дер Валсове снаге расту са дужина неполарног краја а супстанца, будући да су узроковане корелацијама између флуктуирајућих поларизација између атома, молекула или оближњих површина, последица квантне динамике.
Они показују анизотропију, односно њихова својства варирају у зависности од оријентације молекула: често зависи од тога да ли су привлачни или одбојни.
Ове силе су најслабије које се јављају између молекула у природа: За њихово превазилажење потребно је само 0,1 до 35 кЈ/мол енергије. Међутим, они су кључни за формирање беланчевина.