Van der Waals vs Hidrojen Tahvilleri
Van der Waals kuvvetleri ve hidrojen bağları, moleküller arasındaki moleküller arası çekimlerdir. Bazı moleküller arası kuvvetler daha güçlü, bazıları ise zayıf. Bu bağlar moleküllerin davranışını belirler.
Van der Waals Kuvvetleri
Moleküller arası çekim için bir yük ayrımı olmalıdır. H2, Cl2 gibi yük ayrımlarının olmadığı simetrik moleküller vardır. Ancak elektronlar bu moleküllerde sürekli hareket halindedir. Bu nedenle, elektron molekülün bir ucuna doğru hareket ederse molekül içinde anında yük ayrımı olabilir. Elektronlu uç geçici olarak negatif yüke sahip olurken, diğer uç pozitif yüke sahip olacaktır. Bu geçici dipoller, komşu molekülde bir dipolü indükleyebilir ve daha sonra karşıt kutuplar arasında bir etkileşim meydana gelebilir. Bu tür etkileşim, indüklenmiş dipol ile indüklenen dipol etkileşimi olarak bilinir. Ayrıca, kalıcı bir dipol ile indüklenmiş bir dipol arasında veya iki kalıcı dipol arasında etkileşimler olabilir. Tüm bu moleküler etkileşimler Van der Waals kuvvetleri olarak bilinir.
Hidrojen Bağları
Flüor, oksijen veya nitrojen gibi elektronegatif bir atoma hidrojen eklendiğinde, bir polar bağ oluşur. Elektronegatiflik nedeniyle, bağdaki elektronlar elektronegatif atoma hidrojen atomundan daha fazla çekilecektir. Bu nedenle, hidrojen atomu kısmen pozitif yük alırken, daha elektronegatif atom kısmen negatif yük alacaktır. Bu yük ayrımına sahip iki molekül yakın olduğunda, hidrojen ile negatif yüklü atom arasında bir çekim kuvveti olacaktır. Bu çekim hidrojen bağı olarak bilinir. Hidrojen bağları diğer dipol etkileşimlerinden nispeten daha güçlüdür ve moleküler davranışı belirler. Örneğin, su molekülleri moleküller arası hidrojen bağına sahiptir. Bir su molekülü, başka bir su molekülü ile dört hidrojen bağı oluşturabilir. Oksijenin iki yalnız çifti olduğundan, pozitif yüklü hidrojenle iki hidrojen bağı oluşturabilir. O zaman iki su molekülü bir dimer olarak bilinebilir. Her su molekülü, hidrojen bağlama yeteneği nedeniyle diğer dört molekülle bağlanabilir. Bu, bir su molekülünün düşük moleküler ağırlığa sahip olmasına rağmen, su için daha yüksek bir kaynama noktası ile sonuçlanır. Bu nedenle gaz fazına geçerken hidrojen bağlarını kırmak için gereken enerji yüksektir. Ayrıca, hidrojen bağları buzun kristal yapısını belirler. Buz kafesinin benzersiz düzeni, su üzerinde yüzmesine yardımcı olur, bu nedenle kış döneminde sudaki yaşamı korur. Bunun dışında hidrojen bağı biyolojik sistemlerde hayati bir rol oynar. Proteinlerin ve DNA'nın üç boyutlu yapısı yalnızca hidrojen bağlarına dayanır. Hidrojen bağları, ısıtma ve mekanik kuvvetler tarafından yok edilebilir.
Van der Waals Kuvvetleri ile Hidrojen Bağları arasındaki fark nedir?
• Elektronegatif bir atoma bağlı hidrojen ile başka bir molekülün elektronegatif atomu arasında hidrojen bağları oluşur. Bu elektronegatif atom bir flor, oksijen veya nitrojen olabilir.
• Van der Waals kuvvetleri, iki kalıcı dipol, dipol kaynaklı dipol veya iki uyarılmış dipol arasında oluşabilir.
• Van der Waals kuvvetlerinin gerçekleşmesi için molekülün mutlaka bir dipole sahip olması gerekmez, ancak Hidrojen bağı iki kalıcı dipol arasında gerçekleşir.
• Hidrojen bağları Van der Waals kuvvetlerinden çok daha güçlüdür.
