קשרי ואן דר ואלס
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק בקשרים כימיים. אם התכוונתם למונחים אחרים שנקראו על שם ון דר ואלס, ראו ואן דר ואלס.
קשרי ואן דר ואלס הם קשרים כימיים בין מולקולריים הנובעים מקוטביות רגעית או קבועה של המולקולה. נקראים על שם המדען ההולנדי יוהאנס דידריק ואן דר ואלס.
[עריכה] פעולת כוחות ואן דר ואלס
רוב המולקולות אינן קוטביות, זאת אומרת שבממוצע על-פני הזמן האלקטרונים מתחלקים בצורה סימטרית בין האטומים במולקולה. אך אם נסתכל ברגע נתון על המולקולה נבחין שמאחר והאלקטרונים משנים את מיקומם ללא הרף, ישנם רגעים בהם האלקטרונים לא מתחלקים בצורה שווה סביב המולקולה, נוצר מצב בו האלקטרונים נעים לצד מסוים של האטום או המולקולה. לכן בצידו של הגרעין תמצא קוטביות חלקית חיובית, ובצד אליו נמשכו האלקטרונים תמצא קוטביות חלקית שלילית.
ייתכן והמצב יקרה בשתי מולקולות שכנות. הקוטב השלילי ימשך לקוטב החיובי של המולקולה השכנה. כוחות ואן דר ואלס הם המשפיעים על נקודות הרתיחה והקפאון של החומרים שאינם קוטביים. כוחות ון דר ולס מתחלקים לשלושה סוגים עיקרים:
- דיפול-דיפול : כדוגמה קלאסית לכך ניתן להסתכל על מולקולת HCl שבה אטום הכלור הוא בעל זיקה אלקטרונית שלילית ואטום המימן בעל זיקה אלקטרונית חיובית, יש משיכה בין הקטבים השונים של המולקולות השונות. כוחות אלו נקראים כוחות קיסום KEESOM על שמו של ווילם הנדריק קיסום שגילה אותם.
- דיפול -דיפול מושרה :על אטום ארגון Ar שהוא גז אציל יש מטען אחיד אך המטען מתחלק בזמן על האטום בצורה שונה ולכן ייתכן דיפול רגעי על פני אטום הארגון שיגרום למשיכה בינו לבין מולקולת HCl למשל. כוחות אלו נקראים כוחות דבאיי DEBYE על שמו של פטר יוסף וויליאם דבאיי.
- דיפול רגעי-דיפול מושרה:אם ניקח שני אטומי ארגון תהיה ביניהם משיכה ,שוב, כתוצאה מפיזור המטען על פני האטומים, יהיו אזורים בעלי עודף מטען חיובי ואזורים בעלי עודף מטען שלילי ,לכן תהיה משיכה בין האטומים. כוחות אלו נקראים כוחות לונדון LONDON על שמו של פריץ לונדון.
[עריכה] חוזקם של כוחות ואן דר ואלס
עוצמת כוחות הואן דר ואלס בין מולקולות תלויה במספר גורמים. החשובים שבהם (בסדר יורד של השפעה) הם:
- מסה מולרית: ככל שלחומר ענן אלקטרונים גדול יותר כך כוחות הואן דר ואלס בין מולקולותיו יהיו חזקים יותר, מאחר שקיימת הסתברות גבוהה יותר להימצאות דו קוטב רגעי במולקולה. מסתו המולרית של חומר מהווה מדד לגודל ענן האלקטרונים שלו.
- קוטביות: כאשר במולקולות של חומר ישנו דו קוטב קבוע, כוחות הואן דר ואלס ביניהן יהיו חזקים יותר מאשר בין מולקולות של חומר בעל דו קוטב רגעי בלבד.
- שטח פני המולקולות: ככל ששטח פני המולקולות גדול יותר כך קשרי הואן דר ואלס ביניהן חזקים יותר. לדוגמה, למרות שמסתן המולרית שווה, בין מולקולות פנטאן קשרי ואן דר ואלס חזקים יותר מאשר בין מולקולות 2,2 דו-מתיל פרופאן, בשל שטח הפנים הגדול יותר של מולקולות הפנטאן.
מקרה פרטי של כוחות ואן-דר-ואלס חזקים במיוחד הוא קשרי מימן.
