Was ist der Unterschied zwischen Van-Der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen?
Was ist der Unterschied zwischen Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrücken? Beide beruhen ja auf elektrostatischen Anziehungskräften zwischen Dipolen bzw. deren Partialladungen.
Laut unserem Chemiebuch gibt es VdW-Kräfte zwischen permanenten Dipolen untereinander und mit unpolaren Molekülen, wobei induzierte Dipole entstehen, oder nur zwischen induzierten Dipolen, wenn diese durch Zufall entstehen.
Die H-Brücken gibt es nur zwischen permanenten Dipolen, die Wasserstoff enthalten (so habe ich es verstanden)
Was ist also der Unterscihed? Sind die H-Brücken nur ein Sonderfall der VdW-Kräfte?
Die H-Brücken gelten ja als polar und die VdW-Kräfte als unpolar...was hat es im Bezug auf die Dipole auf sich?
Und noch kurz etwas: Wir haben vor 2 Jahren in der Organik gelernt, dass die VdW-Kräfte etwas mit der Molekülgröße zu tun haben ( je größer das Molekül, desto größer sind die Kräfte) Wie steht das im Zusammenhang zu den elektrostatischen Anziehungskräften zwischen den Dipolen?
Ich weiß, dass das (sehr) viel Text war, ich hatte bloß so viele Fragen. Ich hoffe, dass sich das hier irgendjemand durchliest und mir hilft...
Vielen Dank schon mal im Voraus!
3 Antworten
Van-der-Waals-Kräften treten bei unpolaren Molekülen auf. Also bei Methan und der Gleichen (bei Alkoholen natürlich auch, aber da treten wegen der OH-Gruppe noch H-Brücken auf).
Die stärke nimmt zu je länger das Molekül wird, deshalb ist Ethanol noch in Wasser löslich, aber je länger die C-Kette wird, desto stärker werden die VdW-Kräfte und irgendwann sind diese stärker als die Wasserstoffbrückenbindung.
Die H-Brückenbindung tritt auf wegen der starken Elektronegativität des Sauerstoffs im Vergleich zum Wasserstoff, soweit ich das mitbekommen haben ist eine H-Brückenbindung auch durch andere Elemente möglich, wie z.B. Flur. Eben Halogene, aber da bin ich mir nicht sicher, von der Logik her würde jedenfalls nichts dagegen sprechen.
Die VdW-Kräfte treten durch die Beweglichkeit der Elektronen auf, da sie ja nicht immer an der gleichen Stelle sind treten eben momentane Dipole auf.
V-d-W-WW erzeugen Stabilität durch zufällige (fluktuirende) Dipolmomente, die durch die permanente Elektronenbewegung Zustande kommen. Diese Dipole sind lokal sehr schwach un kurzlebig. Dafür können sie über das ganze Molekül verteilt vorkommen. Je größer ein Molekül, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass i.wo ein oder mehrere dieser Dipole entstehen. Außerdem sind V-d-W-WW bei linearen Ketten stärker als bei verzweigten Molekülen, denn ein weiterer Faktor für die Stabilität ist, dass diese spontanen Dipol bei Nachbarmolekülen eben falls ein lokales Dipolmoment erzeugen. Sterisch ungehinderte Moleküle können sich hierbei besser an einander anlagern um diesen Effekt zu verbessern.
Wasserstoffbrücken sind etwas völlig anderes. Wasser ist ein polares Molekül und weist daher keine (vernachlässigbar geringe) V-d-W-WW auf! H-Brücken findet man ausschließlich bei polaren Molekülen, die in Wasser (oder H2S) gelöst sind (wobei die WW bei H2S << H2O). Wie sich das anlagert weist du ja. H-Brück verbrücken einfach zwei permanent polare Atome miteinandern, V-d-W-WW spielen bei unpolaren Stoffen eine Rolle.
VdW Kräfte bestehen** immer** zwischen Teilchen, sind aber so schwach, dass sie gegenüber anderen (Dipol-Dipol Wechselwirkung, Wasserstoffbrücken) nicht ins Gewicht fallen. Wasserstoffbrücken entstehen zwischen polarem Wasserstoff und freien Elektronenpaaren, wie sie z.B. der Sauerstoff im Wassermolekül aufweist.