Van der Waals protiv vodikovih veza
Van der Waalsove sile i vodikove veze međumolekularna su privlačenja između molekula. Neke međumolekularne sile su jače, a neke slabije. Ove veze određuju ponašanje molekula.
Van der Waalsove snage
Za međumolekularno privlačenje treba postojati razdvajanje naboja. Postoje neke simetrične molekule poput H2, Cl2, gdje nema razdvajanja naboja. Međutim, elektroni se neprestano kreću u tim molekulama. Stoga može doći do trenutnog odvajanja naboja unutar molekule ako se elektron kreće prema jednom kraju molekule. Kraj s elektronom će privremeno imati negativan naboj, dok će drugi kraj imati pozitivan naboj. Ovi privremeni dipoli mogu inducirati dipol u susjednoj molekuli i nakon toga može doći do interakcije između suprotnih polova. Ova vrsta interakcije poznata je kao dipolna inducirana dipolna interakcija. Nadalje, može postojati interakcija između trajnog dipola i induciranog dipola ili između dva trajna dipola. Sve te međumolekularne interakcije poznate su kao Van der Waalsove sile.
vodikove veze
Kada je vodik vezan za elektronegativni atom poput fluora, kisika ili dušika, doći će do polarne veze. Zbog elektronegativnosti, elektrone u vezi će više privlačiti elektronegativni atom nego atom vodika. Stoga će atom vodika dobiti djelomično pozitivan naboj, dok će elektronegativniji atom dobiti djelomično negativan naboj. Kada su dvije molekule koje imaju ovo razdvajanje naboja blizu, postojat će privlačna sila između vodika i negativno nabijenog atoma. Ovo privlačenje poznato je kao vodikova veza. Vodikove veze su relativno jače od ostalih dipolnih interakcija i određuju ponašanje molekula. Na primjer, molekule vode imaju međumolekularne vodikove veze. Jedna molekula vode može formirati četiri vodikove veze s drugom molekulom vode. Budući da kisik ima dva usamljena para, može formirati dvije vodikove veze s pozitivno nabijenim vodikom. Tada dvije molekule vode mogu biti poznate kao dimer. Svaka molekula vode može se povezati s četiri druge molekule zbog sposobnosti vezivanja vodika. To rezultira višim vrelištem vode, iako molekula vode ima nisku molekularnu težinu. Stoga je velika energija potrebna za kidanje vodikovih veza kada one prelaze u plinovitu fazu. Nadalje, vodikove veze određuju kristalnu strukturu leda. Jedinstveni raspored ledene rešetke pomaže mu da pluta na vodi, čime štiti vodeni život u zimskom razdoblju. Osim toga, vodikova veza igra vitalnu ulogu u biološkim sustavima. Trodimenzionalna struktura proteina i DNA temelji se isključivo na vodikovim vezama. Vodikove veze mogu se uništiti zagrijavanjem i mehaničkim silama.
Koja je razlika između Van der Waalsovih sila i vodikovih veza?
• Vodikove veze nastaju između vodika koji je povezan s elektronegativnim atomom i elektronegativnim atomom druge molekule. Ovaj elektronegativni atom mogao bi biti fluor, kisik ili dušik.
• Van der Waalsove sile mogu se pojaviti između dva stalna dipola, dipolom izazvanog dipola ili dva inducirana dipola.
• Za postojanje Van der Waalsovih sila, molekula ne mora nužno imati dipol, ali se vodikova veza odvija između dva trajna dipola.
• Vodikove veze mnogo su jače od Van der Waalsovih sila.
