Wovon hängt die Stärke der Van-der-Waals-Kräfte ab?
Die Frage steht oben. Kann mir da bitte jemand helfen? Ich finde leider nichts im Internet und muss über die Kräfte ein Kurzreferat halten.
Schon mal Danke im Voraus ;)
2 Antworten
1. vom Abstand (proportional 1/r^6)
Damit hängt auch zusammen, dass unverzweigte Ketten besser aneinander hängen als verzweigte Ketten - unverzweigte Ketten können sich leichter direkt nebeneinander ausrichten.
Und auch, dass größere Moleküle besser aneinander hängen als kleinere - die weiteren Atome sind ja schon in der Nähe
2. von der Polarisierbarkeit
Je besser ein Atom / Molekül auf elektrische Felder reagiert, desto stärker ist das Dipolmoment, dass es in einem gegebenen elektrischen Feld bildet und desto stärker ist dann auch die Kraft, die das Feld und das Atom aufeinander ausüben.
(Das elektrische Feld kommt am Anfang durch zufällige Schwankungen zustande - die "Elektronenwolke" ist ja nicht starr, sondern "schwabbelt" wie ein wassergefüllter Luftballon um die Atomkerne herum. Dadurch bildet sich ein Dipol, und dieser Dipol ein elektrisches Feld. So ein elektrisches Feld erzeugt dann in einem nahe benachbarten Atom/Molekül seinerseits wieder einen Dipol, und zwar so, dass die Dipole sich anziehen. Mit Skizze besser zu verstehen - schau dich im Internet um.)
Damit hängt zusammen, dass größere/schwerere Atome fester zusammenhängen als kleinere/leichtere - die schwereren Atome haben mehr Elektronen, die wackeln können, und bei größeren Atomen sind die Elektronen nicht so fest gebunden und können deshalb stärker wackeln.
Ich kenne bis jetzt die Van-Der-Waals Kräfte aus dem Chemie Unterricht und dort von organischen Verbindungen (Kohlenwasserstoffe).
Und dort steigt die Stärke der Van-Der-Waals-Kräfte mit zunehmender Kettenlänge. Deswegen sind Stoffe wie Heptan nicht mehr gasförmig sondern flüssig, da sie längere Ketten haben als zum Beispiel ein Methan Molekül. Oder im Bereich der Alkanole ist ein Heptanol nicht mehr wasserlöslich wie es ein Ethanol ist.
Eben aufgrund der Van-Der-Waals-Kräfte hängen die Moleküle stärker aneinander, sodass sich die Moleküle beim Heptan mehr in einem bestimmten Raum befinden als beim Methan und es deswegen flüssig ist. Und beim Heptanol überwiegen die Van-Der-Waals-Kräfte die Kraft der Wasserstoffbrückenbindungen und die Moleküle sind eher Hydrophob als Hydrophil. Deswegen bildet sich eine Schicht aus Heptanol während sich das Ethanol gut mit dem Wasser vermischen lässt, da dort die Kette kürzer ist und somit die Wasserstoffbrückenbindung überwiegt.