kenzaza/iStock/GettyImages
Van der Waals krafter bildar elektrostatiska bindningar mellan molekyler. Dessa intermolekylära interaktioner – dipol-dipol, dipol-inducerad och London-dispersion – håller samman vätskor och fasta ämnen, vilket påverkar egenskaper som ytspänning och kristallstruktur. Även om de är svagare än kovalenta bindningar, formar de på ett avgörande sätt beteendet hos många material.
Van der Waals krafter är svaga elektrostatiska interaktioner som binder molekyler. Från starkaste till svagaste:dipol-dipol, dipol-inducerad och London-dispersion. Vätebindningar, en specialiserad dipol-dipol-interaktion, är särskilt potenta och styr viktiga fysiska egenskaper.
1. Dipol-dipolkrafter – Polära molekyler med permanenta positiva och negativa ändar attraherar varandra och skapar en stabil elektrostatisk bindning.
2. Dipolinducerade dipolkrafter – En polär molekyl inducerar en temporär dipol i en närliggande opolär molekyl; den resulterande attraktionen är svagare än äkta dipol-dipolbindning.
3. Londons spridningskrafter – Även icke-polära molekyler upplever flyktiga elektrondensitetsförskjutningar, vilket genererar tillfälliga dipoler som attraherar varandra. Dessa krafter växer sig starkare i större molekyler med mer delokaliserade elektroner.
När en väteatom är bunden till ett mycket elektronegativt element (F, O, N), kallas den resulterande starka dipol-dipol-attraktionen en vätebindning , en hörnsten i vattnets unika egenskaper.
I gaser är molekyler långt ifrån varandra och för energiska för att Van der Waals krafter ska spela roll. I vätskor förblir molekyler rörliga och bildar och bryter upprepade svaga bindningar, vilket gör att de kan flyta samtidigt som de uppvisar ytspänning och viskositet. I fasta ämnen låser den reducerade kinetiska energin molekyler på plats, och den kumulativa effekten av Van der Waals-interaktioner, tillsammans med joniska eller metalliska bindningar, definierar kristallgitter, glasartade strukturer och polymerflexibilitet.
Således, medan kovalenta bindningar dikterar kemisk identitet, styr Van der Waals krafter materialets fysiska karaktär – densitet, smältpunkt, hårdhet.
