Van der Waals vs vodíkové dlhopisy
Van der Waalsove sily a vodíkové väzby sú medzimolekulovými príťažlivosťami medzi molekulami. Niektoré medzimolekulové sily sú silnejšie a iné slabé. Tieto väzby určujú správanie molekúl.
Van der Waalsove sily
Pre intermolekulárnu príťažlivosť by malo dôjsť k oddeleniu náboja. Existujú niektoré symetrické molekuly ako H2, Cl2, kde nedochádza k žiadnej separácii náboja. V týchto molekulách sa však neustále pohybujú elektróny. Preto môže dôjsť k okamžitej separácii náboja v molekule, ak sa elektrón pohybuje smerom k jednému koncu molekuly. Koniec s elektrónom bude mať dočasne záporný náboj, zatiaľ čo druhý koniec bude mať kladný náboj. Tieto dočasné dipóly môžu indukovať dipól v susednej molekule a potom môže dôjsť k interakcii medzi protiľahlými pólmi. Tento druh interakcie je známy ako indukovaná dipólovo indukovaná dipólová interakcia. Ďalej môžu existovať interakcie medzi permanentným dipólom a indukovaným dipólom alebo medzi dvoma permanentnými dipólmi. Všetky tieto intermolekulárne interakcie sú známe ako Van der Waalsove sily.
Vodíkové väzby
Keď je vodík pripojený k elektronegatívnemu atómu, ako je fluór, kyslík alebo dusík, vznikne polárna väzba. Kvôli elektronegativite budú elektróny vo väzbe viac priťahované k elektronegatívnemu atómu ako k atómu vodíka. Preto atóm vodíka získa kladný náboj čiastočne, zatiaľ čo elektronegatívny atóm dostane čiastočne záporný náboj. Keď sú dve molekuly s týmto oddelením náboja blízko, medzi vodíkom a záporne nabitým atómom bude pôsobiť príťažlivá sila. Táto príťažlivosť je známa ako vodíková väzba. Vodíkové väzby sú relatívne silnejšie ako iné dipólové interakcie a určujú molekulárne správanie. Napríklad molekuly vody majú medzimolekulové vodíkové väzby. Jedna molekula vody môže vytvoriť štyri vodíkové väzby s ďalšou molekulou vody. Pretože kyslík má dva osamelé páry, môže tvoriť dve vodíkové väzby s kladne nabitým vodíkom. Potom môžu byť tieto dve molekuly vody známe ako dimér. Každá molekula vody sa môže viazať so štyrmi ďalšími molekulami vďaka schopnosti vodíkovej väzby. To má za následok vyšší bod varu vody, aj keď molekula vody má nízku molekulovú hmotnosť. Preto je energia potrebná na prerušenie vodíkových väzieb pri prechode do plynnej fázy vysoká. Vodíkové väzby ďalej určujú kryštálovú štruktúru ľadu. Jedinečné usporiadanie ľadovej mriežky mu pomáha plávať na vode, čím chráni vodný život v zimnom období. Okrem toho hrá vodíková väzba zásadnú úlohu v biologických systémoch. Trojrozmerná štruktúra proteínov a DNA je založená výlučne na vodíkových väzbách. Vodíkové väzby môžu byť zničené zahrievaním a mechanickými silami.
Aký je rozdiel medzi Van der Waalsovými silami a vodíkovými väzbami?
• Vodíkové väzby vznikajú medzi vodíkom, ktorý je spojený s elektronegatívnym atómom a elektronegatívnym atómom inej molekuly. Tento elektronegatívny atóm môže byť fluór, kyslík alebo dusík.
• Van der Waalsove sily môžu vznikať medzi dvoma permanentnými dipólmi, dipólom indukovaným dipólom alebo dvoma indukovanými dipólmi.
• Aby sa uplatňovali Van der Waalsove sily, molekula by nemala nevyhnutne mať dipól, ale vodíková väzba prebieha medzi dvoma permanentnými dipólmi.
• Vodíkové väzby sú oveľa silnejšie ako Van der Waalsove sily.
