Van der Waals vs legături cu hidrogen
Forțele Van der Waals și legăturile de hidrogen sunt atracții intermoleculare între molecule. Unele forțe intermoleculare sunt mai puternice, iar altele sunt slabe. Aceste legături determină comportamentul moleculelor.
Forțele Van der Waals
Pentru o atracție intermoleculară, ar trebui să existe o separare a sarcinii. Există unele molecule simetrice precum H2, Cl2, unde nu există separări de sarcină. Cu toate acestea, electronii se mișcă în mod constant în aceste molecule. Prin urmare, poate exista o separare instantanee a sarcinii în interiorul moleculei dacă electronul se deplasează către un capăt al moleculei. Capătul cu electronul va avea o sarcină negativă temporar, în timp ce celăl alt capăt va avea o sarcină pozitivă. Acești dipoli temporari pot induce un dipol în molecula vecină și, ulterior, poate avea loc o interacțiune între polii opuși. Acest tip de interacțiune este cunoscut ca o interacțiune dipol indusă-dipol indusă. În plus, pot exista interacțiuni între un dipol permanent și un dipol indus sau între doi dipoli permanenți. Toate aceste interacțiuni intermoleculare sunt cunoscute ca forțe Van der Waals.
Legături de hidrogen
Când hidrogenul este atașat la un atom electronegativ precum fluor, oxigen sau azot, va rezulta o legătură polară. Din cauza electronegativității, electronii din legătură vor fi mai atrași de atomul electronegativ decât de atomul de hidrogen. Prin urmare, atomul de hidrogen va primi o sarcină pozitivă parțial, în timp ce atomul mai electronegativ va obține o sarcină negativă parțial. Când două molecule care au această separare a sarcinii sunt aproape, va exista o forță de atracție între hidrogen și atomul încărcat negativ. Această atracție este cunoscută sub numele de legături de hidrogen. Legăturile de hidrogen sunt relativ mai puternice decât alte interacțiuni dipol și determină comportamentul molecular. De exemplu, moleculele de apă au legături de hidrogen intermoleculare. O moleculă de apă poate forma patru legături de hidrogen cu o altă moleculă de apă. Deoarece oxigenul are două perechi singure, poate forma două legături de hidrogen cu hidrogenul încărcat pozitiv. Apoi cele două molecule de apă pot fi cunoscute ca dimer. Fiecare moleculă de apă se poate lega cu alte patru molecule datorită capacității de legare de hidrogen. Acest lucru duce la un punct de fierbere mai mare pentru apă, chiar dacă o moleculă de apă are o greutate moleculară mică. Prin urmare, energia necesară pentru a rupe legăturile de hidrogen atunci când acestea trec în faza gazoasă este mare. În plus, legăturile de hidrogen determină structura cristalină a gheții. Aranjamentul unic al rețelei de gheață îl ajută să plutească pe apă, protejând astfel viața acvatică în perioada de iarnă. În afară de aceasta, legăturile de hidrogen joacă un rol vital în sistemele biologice. Structura tridimensională a proteinelor și ADN-ului se bazează exclusiv pe legături de hidrogen. Legăturile de hidrogen pot fi distruse prin încălzire și forțe mecanice.
Care este diferența dintre forțele Van der Waals și legăturile de hidrogen?
• Legăturile de hidrogen apar între hidrogen, care este conectat la un atom electronegativ și un atom electronegativ al unei alte molecule. Acest atom electronegativ ar putea fi fluor, oxigen sau azot.
• Forțele Van der Waals pot apărea între doi dipoli permanenți, dipol indus de dipol sau doi dipoli induși.
• Pentru ca forțele Van der Waals să aibă loc, molecula nu ar trebui să aibă neapărat un dipol, dar legătura de hidrogen are loc între doi dipoli permanenți.
• Legăturile de hidrogen sunt mult mai puternice decât forțele Van der Waals.
