Van der Waals kuvvetleri, moleküller arasında elektrostatik bağlar oluşturur. Van der Waals bağlarını içeren moleküller arası bağlar, sıvılarda ve katılarda molekülleri bir arada tutar ve sıvılarda yüzey gerilimi ve katılarda kristaller gibi olaylardan sorumludur. Moleküller arası kuvvetler, moleküllerde atomları bir arada tutan iç kuvvetlerden çok daha zayıftır, ancak yine de birçok malzemenin davranışını ve özelliklerini etkileyecek kadar güçlüdürler.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Elektrostatik Van de Waals kuvvetleri, zayıf bağlar oluşturmak için moleküller arasında hareket eder. En güçlü ila en zayıf olan Van der Waals kuvvetlerinin türleri, dipol-dipol kuvvetleri, dipol kaynaklı dipol kuvvetleri ve London dağılım kuvvetleridir. Hidrojen bağı, özellikle güçlü olan bir tür dipol-dipol kuvvetine dayanır. Bu kuvvetler, malzemelerin fiziksel özelliklerini belirlemeye yardımcı olur.
Van der Waals Kuvvetleri Türleri
En güçlü ila en zayıf olmak üzere üç tür Van der Waals kuvveti, dipol-dipol kuvvetleri, dipol kaynaklı dipol kuvvetleri ve London dağılım kuvvetleridir. Dipoller, molekülün zıt uçlarında negatif ve pozitif yüklü kutuplara sahip polar moleküllerdir. Bir molekülün negatif kutbu, başka bir molekülün pozitif kutbunu çekerek elektrostatik bir dipol-dipol bağı oluşturur.
Yüklü bir dipol molekülü nötr bir moleküle yaklaştığında, nötr molekülde zıt bir yükü indükler ve zıt yükler dipol kaynaklı bir dipol bağı oluşturmak için çeker. İki nötr molekül, elektronları molekülün bir tarafında toplandığı için geçici dipol haline geldiğinde, nötr moleküller, London dispersiyon kuvvetleri adı verilen elektrostatik kuvvetlerle çekilir ve buna karşılık gelen bir şekil oluşturabilirler. bağ.
London dağılım kuvvetleri küçük moleküllerde zayıftır, ancak daha büyük moleküllerde güçleri artar. elektronların çoğu, pozitif yüklü çekirdekten nispeten uzaktadır ve hareket etmekte serbesttir. etrafında. Sonuç olarak, molekülün etrafında asimetrik bir şekilde toplanarak geçici dipol etkisi yaratabilirler. Büyük moleküller için London dağılım kuvvetleri davranışlarında önemli bir faktör haline gelir.
Bir dipol molekülü bir hidrojen atomu içerdiğinde, hidrojen atomu küçük olduğundan ve pozitif yük konsantre olduğundan, özellikle güçlü bir dipol-dipol bağı oluşturabilir. Bağın artan gücü, bunu hidrojen bağı olarak adlandırılan özel bir durum haline getirir.
Van der Waals Kuvvetleri Malzemeleri Nasıl Etkiler?
Oda sıcaklığındaki gazlarda, moleküller birbirinden çok uzaktadır ve moleküller arası Van der Waals kuvvetlerinden etkilenmek için çok fazla enerjiye sahiptir. Bu kuvvetler sıvılar ve katılar için önemli hale gelir çünkü moleküller daha az enerjiye sahiptir ve birbirine daha yakındır. Van der Waals kuvvetleri, sıvıları ve katıları bir arada tutan ve onlara karakteristik özelliklerini veren moleküller arası kuvvetlerden biridir.
Sıvılarda, moleküller arası kuvvetler molekülleri yerinde tutmak için hala çok zayıftır. Moleküller, moleküller arası bağları tekrar tekrar yapmak ve kırmak için yeterli enerjiye sahiptir, birbirlerini geçerek ve kaplarının şeklini alırlar. Örneğin, suda iki kutuplu moleküller, negatif yüklü bir oksijen atomundan ve iki pozitif yüklü hidrojen atomundan oluşur. Su dipolleri, su moleküllerini bir arada tutan güçlü hidrojen bağları oluşturur. Sonuç olarak, suyun yüksek bir yüzey gerilimi, yüksek bir buharlaşma ısısı ve molekülün ağırlığına göre nispeten yüksek bir kaynama noktası vardır.
Katılarda atomlar, moleküller arası kuvvetlerin bağlarını kırmak için çok az enerjiye sahiptir ve çok az hareketle bir arada tutulurlar. Van der Waals kuvvetlerine ek olarak, katıların moleküllerinin davranışı, iyonik veya metalik bağlar oluşturanlar gibi diğer moleküller arası kuvvetlerden etkilenebilir. Kuvvetler katıların moleküllerini elmas gibi kristal kafeslerde, bakır gibi metallerde, cam gibi homojen katılarda veya plastik gibi esnek katılarda tutar. Moleküllerde atomları bir arada tutan güçlü kimyasal bağlar kimyasal özellikleri belirlerken Malzemelerin, Van der Waals kuvvetleri de dahil olmak üzere moleküller arası kuvvetler fiziksel durumu etkiler. özellikler.