Van der Waals vs obbligazioni a idrogeno
Le forze di Van der Waals ei legami idrogeno sono attrazioni intermolecolari tra le molecole. Alcune forze intermolecolari sono più forti e altre deboli. Questi legami determinano il comportamento delle molecole.
Forze Van der Waals
Per un'attrazione intermolecolare, dovrebbe esserci una separazione di carica. Ci sono alcune molecole simmetriche come H2, Cl2, dove non ci sono separazioni di carica. Tuttavia, gli elettroni si muovono costantemente in queste molecole. Pertanto, può esserci una separazione istantanea della carica all'interno della molecola se l'elettrone si sposta verso un'estremità della molecola. L'estremità con l'elettrone avrà temporaneamente una carica negativa, mentre l' altra estremità avrà una carica positiva. Questi dipoli temporanei possono indurre un dipolo nella molecola vicina e, successivamente, può verificarsi un'interazione tra poli opposti. Questo tipo di interazione è nota come interazione indotta da dipolo-dipolo. Inoltre, possono esserci interazioni tra un dipolo permanente e un dipolo indotto o tra due dipoli permanenti. Tutte queste interazioni intermolecolari sono note come forze di Van der Waals.
Legami di idrogeno
Quando l'idrogeno è attaccato a un atomo elettronegativo come fluoro, ossigeno o azoto, risulterà un legame polare. A causa dell'elettronegatività, gli elettroni nel legame saranno più attratti dall'atomo elettronegativo che dall'atomo di idrogeno. Pertanto, l'atomo di idrogeno riceverà parzialmente una carica positiva, mentre l'atomo più elettronegativo riceverà parzialmente una carica negativa. Quando due molecole con questa separazione di carica sono vicine, ci sarà una forza di attrazione tra l'idrogeno e l'atomo caricato negativamente. Questa attrazione è nota come legame idrogeno. I legami idrogeno sono relativamente più forti di altre interazioni dipoli e determinano il comportamento molecolare. Ad esempio, le molecole d'acqua hanno legami idrogeno intermolecolari. Una molecola d'acqua può formare quattro legami idrogeno con un' altra molecola d'acqua. Poiché l'ossigeno ha due coppie solitarie, può formare due legami idrogeno con idrogeno caricato positivamente. Quindi le due molecole d'acqua possono essere conosciute come un dimero. Ogni molecola d'acqua può legarsi con altre quattro molecole a causa della capacità di legame dell'idrogeno. Ciò si traduce in un punto di ebollizione più elevato per l'acqua, anche se una molecola d'acqua ha un basso peso molecolare. Pertanto, l'energia necessaria per rompere i legami idrogeno quando vanno alla fase gassosa è elevata. Inoltre, i legami idrogeno determinano la struttura cristallina del ghiaccio. La disposizione unica del reticolo di ghiaccio lo aiuta a galleggiare sull'acqua, proteggendo quindi la vita acquatica nel periodo invernale. Oltre a questo, il legame idrogeno svolge un ruolo vitale nei sistemi biologici. La struttura tridimensionale delle proteine e del DNA si basa esclusivamente su legami idrogeno. I legami idrogeno possono essere distrutti dal riscaldamento e dalle forze meccaniche.
Qual è la differenza tra le forze di Van der Waals e i legami a idrogeno?
• I legami idrogeno si verificano tra l'idrogeno, che è collegato a un atomo elettronegativo e un atomo elettronegativo di un' altra molecola. Questo atomo elettronegativo potrebbe essere fluoro, ossigeno o azoto.
• Le forze di Van der Waals possono verificarsi tra due dipoli permanenti, un dipolo indotto o due dipoli indotti.
• Affinché le forze di Van der Waals abbiano luogo, la molecola non deve necessariamente avere un dipolo, ma il legame idrogeno avviene tra due dipoli permanenti.
• I legami idrogeno sono molto più forti delle forze di Van der Waals.
