Van der Waals vs vodonične veze
Van der Waalsove sile i vodonične veze su međumolekularne privlačnosti između molekula. Neke intermolekularne sile su jače, a neke slabe. Ove veze određuju ponašanje molekula.
Van der Waalsove snage
Za međumolekularnu privlačnost, trebalo bi da postoji razdvajanje naelektrisanja. Postoje neki simetrični molekuli poput H2, Cl2, gdje nema razdvajanja naboja. Međutim, elektroni se stalno kreću u ovim molekulima. Stoga može doći do trenutnog razdvajanja naboja unutar molekula ako se elektron kreće prema jednom kraju molekula. Kraj sa elektronom će privremeno imati negativan naboj, dok će drugi kraj imati pozitivan naboj. Ovi privremeni dipoli mogu inducirati dipol u susjednom molekulu i nakon toga može doći do interakcije između suprotnih polova. Ova vrsta interakcije je poznata kao indukovana dipol-indukovana dipolna interakcija. Nadalje, može postojati interakcija između trajnog dipola i induciranog dipola ili između dva trajna dipola. Sve ove međumolekularne interakcije poznate su kao Van der Waalsove sile.
Hydrogen Bonds
Kada je vodonik vezan za elektronegativni atom poput fluora, kiseonika ili azota, rezultiraće polarna veza. Zbog elektronegativnosti, elektroni u vezi će biti više privučeni elektronegativnim atomom nego atomom vodika. Stoga će atom vodika djelomično dobiti pozitivan naboj, dok će elektronegativniji atom djelomično dobiti negativan naboj. Kada su dva molekula koji imaju ovo razdvajanje naboja blizu, postojaće sila privlačenja između vodika i negativno nabijenog atoma. Ova privlačnost je poznata kao vodikova veza. Vodikove veze su relativno jače od drugih dipolnih interakcija i određuju molekularno ponašanje. Na primjer, molekuli vode imaju međumolekularnu vodikovu vezu. Jedan molekul vode može formirati četiri vodikove veze s drugim molekulom vode. Budući da kisik ima dva usamljena para, može formirati dvije vodikove veze s pozitivno nabijenim vodonikom. Tada dva molekula vode mogu biti poznata kao dimer. Svaki molekul vode može se povezati sa četiri druga molekula zbog sposobnosti vodonične veze. To rezultira višom tačkom ključanja vode, iako molekul vode ima nisku molekularnu težinu. Stoga je energija potrebna za razbijanje vodoničnih veza kada one pređu u plinovitu fazu velika. Nadalje, vodonične veze određuju kristalnu strukturu leda. Jedinstveni raspored ledene rešetke pomaže mu da pluta na vodi, a samim tim štiti vodeni svijet u zimskom periodu. Osim toga, vodonična veza igra vitalnu ulogu u biološkim sistemima. Trodimenzionalna struktura proteina i DNK zasnovana je isključivo na vodikovim vezama. Vodikove veze mogu se uništiti zagrijavanjem i mehaničkim silama.
Koja je razlika između Van der Waalsovih sila i vodoničnih veza?
• Vodikove veze nastaju između vodonika, koji je povezan sa elektronegativnim atomom i elektronegativnim atomom drugog molekula. Ovaj elektronegativni atom može biti fluor, kisik ili dušik.
• Van der Waalsove sile se mogu javiti između dva stalna dipola, dipolom indukovanog dipola ili dva indukovana dipola.
• Da bi se Van der Waalsove sile odvijale, molekul ne bi trebao nužno imati dipol, ali vodikova veza se odvija između dva trajna dipola.
• Vodikove veze su mnogo jače od Van der Waalsovih sila.
