Van der Waals ve Hidrojen Bağları Arasındaki Fark

Van der Waals ve Hidrojen Bağları

Van der Waals kuvvetleri ve hidrojen bağları moleküller arasındaki moleküller arası çekim merkezleridir. Bazı moleküller arası kuvvetler daha güçlüdür ve bazıları zayıftır. Bu bağlar moleküllerin davranışını belirler.

Van der Waals Kuvvetleri

Moleküller arası bir çekim için bir yük ayrımı olmalıdır. Yük ayrımının olmadığı H2, Cl2 gibi bazı simetrik moleküller vardır. Bununla birlikte, elektronlar bu moleküllerde sürekli hareket etmektedir. Bu nedenle, elektron molekülün bir ucuna doğru hareket ederse, molekül içinde anında yük ayrımı olabilir. Elektronun sonunun geçici olarak negatif bir yükü varken, diğer ucunun pozitif bir yükü olacaktır. Bu geçici dipoller komşu molekülde bir dipol indükleyebilir ve daha sonra karşıt kutuplar arasında bir etkileşim meydana gelebilir. Bu tür bir etkileşim, indüklenmiş dipolün neden olduğu dipol etkileşimi olarak bilinir. Ayrıca, kalıcı bir dipol ve uyarılmış bir dipol arasında veya iki kalıcı dipol arasında etkileşimler olabilir. Tüm bu moleküler etkileşimler Van der Waals kuvvetleri olarak bilinir.

Hidrojen bağları

Hidrojen flor, oksijen veya azot gibi bir elektronegatif atoma bağlandığında, polar bir bağlanma meydana gelecektir. Elektronegatiflik nedeniyle, bağdaki elektronlar hidrojen atomuna göre elektronegatif atoma daha fazla çekilecektir. Bu nedenle, hidrojen atomu kısmen pozitif bir yük alırken, daha fazla elektronegatif atom kısmen negatif bir yük alacaktır. Bu yük ayrımına sahip iki molekül yakın olduğunda, hidrojen ve 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 belirlerler. Örneğin, su molekülleri moleküller arası hidrojen bağına sahiptir. Bir su molekülü, başka bir su molekülü ile dört hidrojen bağı oluşturabilir. Oksijenin iki yalnız çifti olduğu için, pozitif yüklü hidrojen ile iki hidrojen bağı oluşturabilir. Sonra iki su molekülü dimer olarak bilinir. Her su molekülü, hidrojen bağlama kabiliyeti nedeniyle diğer dört moleküle bağlanabilir. Bu, bir su molekülünün moleküler ağırlığı düşük olmasına rağmen, su için daha yüksek bir kaynama noktasına neden olur. Bu nedenle, gaz fazına giderken hidrojen bağlarını kırmak için gereken enerji yüksektir. Ayrıca, hidrojen bağları buzun kristal yapısını belirler. Eşsiz buz kafesi düzenlemesi, suyun üzerinde yüzmesine yardımcı olur, böylece kış döneminde sudaki yaşamı korur. Bunun dışında hidrojen bağlanması biyolojik sistemlerde hayati bir rol oynar. Proteinlerin ve DNA'nın üç boyutlu yapısı sadece hidrojen bağlarına dayanır. Hidrojen bağları ısıtma ve mekanik kuvvetlerle yok edilebilir.