Siły Van der Waalsa

Siły Van der Waalsa, stosunkowo słabe siły elektryczne, które przyciągają do siebie neutralne cząsteczki w gazach, w skroplonych i zestalonych gazach oraz w prawie wszystkich organicznych cieczach i ciałach stałych . Siły te zostały nazwane na cześć holenderskiego fizyka Johannesa Diderika van der Waalsa, który w 1873 roku jako pierwszy postulował te siły międzycząsteczkowe przy opracowywaniu teorii wyjaśniającej właściwości gazów rzeczywistych. Ciała stałe utrzymywane razem przez siły van der Waalsa charakteryzują się niższymi temperaturami topnienia i są bardziej miękkie niż te utrzymywane razem przez silniejsze wiązania jonowe, kowalencyjne i metaliczne.

Przeczytaj więcej na ten temat
minerały: wiązania Van der Waalsa
Neutralne cząsteczki mogą być utrzymywane razem przez słaba siła elektryczna znana jako wiązanie van der Waalsa. Wynika to ze zniekształcenia cząsteczki …

Siły Van der Waalsa mogą pochodzić z trzech źródeł. Po pierwsze, cząsteczki niektórych materiałów, chociaż elektrycznie obojętne, mogą być stałymi dipolami elektrycznymi. Ze względu na stałe zniekształcenie w rozkładzie ładunku elektrycznego w samej strukturze niektórych cząsteczek, jedna strona cząsteczki jest zawsze nieco dodatnia, a druga – nieco ujemna. Tendencja takich stałych dipoli do ustawiania się w jednej linii skutkuje wypadkową siłą przyciągania. Po drugie, obecność cząsteczek, które są stałymi dipolami, tymczasowo zniekształca ładunek elektronów w innych pobliskich cząsteczkach polarnych lub niepolarnych, wywołując w ten sposób dalszą polaryzację. Dodatkowa siła przyciągająca wynika z interakcji stałego dipola z sąsiednim indukowanym dipolem. Po trzecie, nawet jeśli żadne cząsteczki materiału nie są stałymi dipolami (np. W argonie z gazu szlachetnego lub w organicznym ciekłym benzenie), istnieje siła przyciągania między cząsteczkami, odpowiadająca za kondensację do stanu ciekłego w wystarczająco niskich temperaturach.

Słabe przyciąganie dipolowe wiązanie van der Waalsa.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Natura tej przyciągającej siły w cząsteczkach , która wymaga mechaniki kwantowej do jej prawidłowego opisu, została po raz pierwszy rozpoznana (1930) przez urodzonego w Polsce fizyka Fritza Londona, który prześledził to jako ruch elektronów w cząsteczkach. London zwrócił uwagę, że w żadnym momencie centrum ujemnego ładunku elektronów i centrum dodatniego ładunku jąder atomowych prawdopodobnie nie pokryją się. Zatem fluktuacja elektronów powoduje, że cząsteczki zmieniają się w dipole w czasie, nawet jeśli średnia tej chwilowej polaryzacji w krótkim przedziale czasu może wynosić zero. Takie zmieniające się w czasie dipole lub chwilowe dipole nie mogą zorientować się w wyrównaniu w celu uwzględnienia rzeczywistej siły przyciągania, ale wywołują odpowiednio wyrównaną polaryzację w sąsiednich cząsteczkach, co skutkuje siłami przyciągania. Te specyficzne interakcje lub siły wynikające z fluktuacji elektronów w cząsteczkach (znane jako siły Londynu lub siły dyspersji) są obecne nawet między trwale polarnymi cząsteczkami i generalnie generują największy z trzech wkładów w siły międzycząsteczkowe.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *