نشرح ما هي قوات فان دير فال وفي أي الحالات تعبر عن نفسها. أيضا ، لماذا لديهم مثل هذا الاسم وخصائصهم.
ما هي قوات فان دير فال؟
يُعرف باسم قوى Van der Waals أو تفاعلات Van der Waals مع نوع معين من القوى بين الجزيئات الجذابة أو البغيضة ، والتي تختلف عن تلك التي تولد الروابط الذرية (أيوني, معدني أو تساهمية نوع شعرية) أو الجاذبية الكهروستاتيكية بين الأيونات و اخرين الجزيئات.
قبل ذكر الأنواع المختلفة لقوى فان دير فال ، من المهم فهم ماهية القطبية الكيميائية. القطبية الكيميائية هي خاصية للجزيئات تميل إلى فصل الشحنات الكهربائية في بنيتها.إنها خاصية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالقوى بين الجزيئات (مثل تلك الخاصة بفان دير فال) ، مع الذوبان ومع نقاط انصهار ص الغليان. اعتمادًا على القطبية ، يمكن تصنيف الجزيئات إلى:
- الجزيئات القطبية. يتم تشكيلها من قبل ذرات مع كهرسلبية مختلفة جدًا. تجذب الذرة ذات أعلى كهرسلبية الإلكترونات من الرابطة ويترك مع كثافة شحنة سالبة عليها. من ناحية أخرى ، فإن الذرة ذات الطاقة الكهربية المنخفضة سيكون لها كثافة شحنة موجبة عليها. سيؤدي توزيع الرسوم هذا أخيرًا إلى تكوين ثنائي القطب (نظام من شحنتين معاكستين وقياسًا متساويًا).
- جزيئات غير قطبية. وهي مكونة من ذرات لها نفس القدرة الكهربية ، لذا فإن كل الذرات تجذب إلكترونات الرابطة بنفس الطريقة.
عامل يحدد أيضًا قطبية الجزيء هو التناظر الجزيئي. هناك جزيئات مكونة من ذرات ذات كهرسلبية مختلفة ، ولكنها ليست قطبية. يحدث هذا لأنه عند إضافة كثافات الشحن المختلفة لأجزاء الجزيء ، فإنها تلغي وتؤدي إلى عزم ثنائي القطب فارغ.
لذلك ، تتجلى قوى فان دير فال في ثلاث طرق خاصة:
- قوى الجذب كيسوم (تفاعلات ثنائية القطب). إنها تفاعلات بين الجزيئات القطبية ، أي مستقطبة بشكل دائم. وبالتالي ، فإن هذه الجزيئات لها قطب موجب (مع كثافة شحنة موجبة 𝛅 +) وقطب سالب (بكثافة شحنة سالبة 𝛅-) ، وهي موجهة بحيث يقترب القطب الموجب من القطب السالب.
- قوى الجذب ديباي (تفاعلات ثنائية القطب الدائمة التي يسببها ثنائي القطب). تحدث بين جزيء قطبي وجزيء قطبي ، لكن هذا يمثل قطبية مستحثة. في هذا النوع من التفاعل ، يستحث ثنائي القطب ثنائي القطب عابرًا في الجزيء القطبي.
- قوى نثر لندن (المستحثة بفعل ثنائي القطب). إنها تفاعلات تحدث بين الجزيئات القطبية. تحفز حركة الإلكترونات في هذه الجزيئات ثنائيات أقطاب عابرة ، مما يسبب بعض التجاذب بينها. إنها تفاعلات ضعيفة للغاية.
تُعرف كل هذه القوى بين الجزيئات باسم قوى فان دير فال ، وهو الاسم الذي يكرّم الفيزيائي الهولندي يوهانس ديديريك فان دير فالس (1837-1923) ، وهو أول من اقترح تأثيراتها في معادلات حالة الغاز (المعروف باسم معادلة فان دير فال) عام 1873. لهذا الاكتشاف حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1910.
خصائص قوات فان دير فال
تنمو قوى فان دير فال مع طول الطرف اللاقطبي للمادة.
قوات فان دير فال ضعيفة بشكل عام في مقارنة مع ال روابط كيميائية عادية ، والتي لا تمنعهم من أن تكون أساسية في مختلف مجالات جسدي - بدني، ال مادة الاحياء والهندسة. شكرا لهم كثيرا مركبات كيميائية يمكن أن يعرف.
تنمو قوات فان دير فالس مع الطول من النهاية غير القطبية ل مادة، نظرًا لأنها ناتجة عن الارتباطات بين الاستقطاب المتذبذب بين الذرات أو الجزيئات أو الأسطح القريبة ، نتيجة ديناميكيات الكم.
إنها تظهر تباين الخواص ، أي أن خصائصها تختلف اعتمادًا على اتجاه الجزيئات: غالبًا ما تعتمد على ما إذا كانت جذابة أو مثيرة للاشمئزاز.
هذه القوى هي الأضعف التي تحدث بين الجزيئات في طبيعة سجية: مطلوب فقط 0.1 إلى 35 كيلو جول / مول من الطاقة للتغلب عليها. ومع ذلك ، فهي ضرورية لتشكيل بروتين.