Van der Waals vs vodíkové dluhopisy
Van der Waalsovy síly a vodíkové vazby jsou mezimolekulárními přitažlivostmi mezi molekulami. Některé mezimolekulární síly jsou silnější a některé slabé. Tyto vazby určují chování molekul.
Van der Waalsovy síly
Pro mezimolekulární přitažlivost by mělo dojít k oddělení náboje. Existují některé symetrické molekuly jako H2, Cl2, kde nedochází k žádné separaci náboje. V těchto molekulách se však neustále pohybují elektrony. Proto může dojít k okamžité separaci náboje v molekule, pokud se elektron pohybuje směrem k jednomu konci molekuly. Konec s elektronem bude mít dočasně záporný náboj, zatímco druhý konec bude mít kladný náboj. Tyto dočasné dipóly mohou indukovat dipól v sousední molekule a poté může dojít k interakci mezi protilehlými póly. Tento druh interakce je známý jako indukovaná dipólově indukovaná dipólová interakce. Dále mohou existovat interakce mezi permanentním dipólem a indukovaným dipólem nebo mezi dvěma permanentními dipóly. Všechny tyto mezimolekulární interakce jsou známé jako Van der Waalsovy síly.
Vodíkové vazby
Když je vodík připojen k elektronegativnímu atomu, jako je fluor, kyslík nebo dusík, vznikne polární vazba. Kvůli elektronegativitě budou elektrony ve vazbě více přitahovány k elektronegativnímu atomu než k atomu vodíku. Proto atom vodíku získá kladný náboj částečně, zatímco elektronegativnější atom získá záporný náboj částečně. Když jsou dvě molekuly s tímto oddělením náboje blízko, bude mezi vodíkem a záporně nabitým atomem přitažlivá síla. Tato přitažlivost je známá jako vodíková vazba. Vodíkové vazby jsou relativně silnější než jiné dipólové interakce a určují molekulární chování. Například molekuly vody mají mezimolekulární vodíkové vazby. Jedna molekula vody může vytvořit čtyři vodíkové vazby s jinou molekulou vody. Protože kyslík má dva osamocené páry, může tvořit dvě vodíkové vazby s kladně nabitým vodíkem. Potom mohou být dvě molekuly vody známé jako dimer. Každá molekula vody se může vázat se čtyřmi dalšími molekulami díky schopnosti vodíkové vazby. To má za následek vyšší bod varu vody, i když molekula vody má nízkou molekulovou hmotnost. Energie potřebná k přerušení vodíkových vazeb při přechodu do plynné fáze je proto vysoká. Dále, vodíkové vazby určují krystalovou strukturu ledu. Jedinečné uspořádání ledové mřížky mu pomáhá plavat na vodě a chrání tak vodní život v zimním období. Kromě toho hraje vodíková vazba zásadní roli v biologických systémech. Trojrozměrná struktura proteinů a DNA je založena výhradně na vodíkových můstcích. Vodíkové vazby mohou být zničeny zahřátím a mechanickými silami.
Jaký je rozdíl mezi Van der Waalsovými silami a vodíkovými dluhopisy?
• Mezi vodíkem, který je spojen s elektronegativním atomem, a elektronegativním atomem jiné molekuly dochází k vodíkovým vazbám. Tento elektronegativní atom může být fluor, kyslík nebo dusík.
• Van der Waalsovy síly mohou vznikat mezi dvěma permanentními dipóly, dipólem indukovaným dipólem nebo dvěma indukovanými dipóly.
• Aby se projevily Van der Waalsovy síly, molekula by neměla mít nutně dipól, ale vodíková vazba se odehrává mezi dvěma permanentními dipóly.
• Vodíkové vazby jsou mnohem silnější než Van der Waalsovy síly.
